來源：韓研活性炭網(wǎng) 作者：韓研活性炭網(wǎng) 2017-06-27
活性炭在處理前后進(jìn)行化學(xué)和化學(xué)表征，使用BET模型，Boehm滴定，TPR，DRX和浸入式量熱法中的表面積測(cè)定。通過氣相色譜法測(cè)定硫化合物去除的吸附能力和動(dòng)力學(xué)。確定丙硫醇保留能力取決于在活性炭表面產(chǎn)生的氧化基團(tuán)的數(shù)量，用0.25M改性的活性炭顯示出最高的丙硫醇保留率。另外提出了用碳銅體系分解丙硫醇的機(jī)理。
含有硫醇基的化合物是高度氣味和揮發(fā)性的，甚至在空氣中甚至少量的這種物質(zhì)，例如CH 3 SH(最小氣味閾值：約5ppm)都可能使我們感到不舒服。所以硫醇基從空氣中的去除對(duì)我們來說是很重要的，活性炭是一種用途廣泛的吸附劑。一般來說，活性炭對(duì)有機(jī)化合物的吸附在很大程度上受到孔徑，分布，形態(tài)和表面性質(zhì)等特性的影響。丙硫醇物理或化學(xué)吸附在活性炭上。由于丙硫醇分子具有平均尺寸，活性炭的表面性質(zhì)和孔隙特性被認(rèn)為在其吸附中起重要作用。在另一方面，已經(jīng)報(bào)道，甲硫醇到二甲基二硫化物的氧化在含有官能團(tuán)的活性炭的表面，如在干/濕空氣中的吸附水平不一樣。另外，也有上表面改性的活性炭硫醇的吸附/氧化少數(shù)報(bào)告。然而，很少有報(bào)道討論了丙硫醇在活性炭上的真正吸附。
參照活性炭的表面改性，引入羧基和氨基的，和官能團(tuán)游離-活性炭的制備方法。通過HNO引入羧基到活性炭的表面或H 2個(gè) ? 2處理。氨基的引入已通過各種方法，進(jìn)行如硝基的還原由HNO 3 / H 2 SO 4的混合物，與氣態(tài)氨處理。另一方面，大多數(shù)官能團(tuán)通常在Ar或N 2下熱處理消失。氧化銅吸附劑通常與噻吩硫化合物(例如，丙硫醇)相當(dāng)不反應(yīng)，而相比之下，它們?nèi)菀着c硫醇(也稱為硫醇)反應(yīng)并吸附。眾所周知，Cu基吸附劑的效率比那些基于Ni的吸附劑效率低，經(jīng)常被觀察到的硫從這種防護(hù)層泄漏出來。然而，硫醇與氧化銅以非常不同的方式起作用，因?yàn)榘l(fā)生不可逆的氧化還原反應(yīng)，兩步法將硫醇和Cu2+轉(zhuǎn)化成硫酸銅(I)：
步驟1 ：2 RSH + 2 CuO → RSSR + Cu??2O + H2?(1)
步驟2 ：2 RSH + Cu??2O → 2 RSCu + H2?(2)
在第一步中，在硫醇和CuO之間發(fā)生還原/氧化以形成二硫化物和氧化銅(I)。當(dāng)硫醇與表面氧化銅(I)反應(yīng)形成巰基銅(I)時(shí)，反應(yīng)繼續(xù)。根據(jù)以下反應(yīng)，在銅金屬和硫醇的表面之間發(fā)生類似的化學(xué)反應(yīng)，其中銅金屬用作還原劑以釋放H 2：
2 RSH + 2 Cu → 2 RSCu + H2(3)
眾所周知，硫醇將自組裝成嚴(yán)格排列的單分子膜(通常稱為自組裝膜)到硬幣金屬表面，特別是金、銀和銅。這些已經(jīng)被深入研究，并且由于所得表面的獨(dú)特性質(zhì)，包括穩(wěn)定化和鈍化到電化學(xué)和其它反應(yīng)，是非常有意義的。雖然多銅/硫醇化學(xué)的研究已被限制的形成和自組裝膜的性質(zhì)，已經(jīng)表明，多層膜可以形成為獨(dú)立的片狀結(jié)構(gòu)(上圖)。在本研究中發(fā)現(xiàn)，在正確的條件下，這些類型的層狀化合物可以在高溫和高壓的硫保護(hù)床中，以及在烴溶劑的存在下形成。Cu 2 +和硫醇的氧化還原化學(xué)聞名已久，而實(shí)際上是一個(gè)過程，使汽油已經(jīng)從基于這種化學(xué)在上世紀(jì)第二十年代初用。
在這項(xiàng)工作中，我們通過酸處理對(duì)不同時(shí)間和濃度的活性炭進(jìn)行表面改性，并用銅浸漬對(duì)水溶液吸附丙硫醇進(jìn)行了研究。還對(duì)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)進(jìn)行了研究，我們解釋銅在丙硫醇分解中的作用。最后得到的結(jié)論是當(dāng)通過硝酸和不同濃度的Cu(NO 3)2溶液改性時(shí)，活性炭的表面化學(xué)和結(jié)構(gòu)性質(zhì)改變。在活性炭表面上存在CuO對(duì)應(yīng)于用銅鹽浸漬，如通過溫度程序還原和X射線衍射所確定的。根據(jù)活性炭表面上的氧化基團(tuán)的量，丙硫醇被改性的活性炭吸附。用0.25M硝酸銅溶液獲得顯示出最高丙硫醇保留率的活性炭。證明通過改變活性炭的化學(xué)和結(jié)構(gòu)，丙硫醇吸附可以增加84%。對(duì)于由硝酸溶液改性的活性炭最重要的因素是濃度。
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