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活性炭在有機(jī)合成中的作用
活性炭是有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)中常用的物質(zhì)之一,主要用來(lái)給化合物脫色除雜。根據(jù)化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)書(shū)上講,活性炭的標(biāo)準(zhǔn)使用方法是在重結(jié)晶前熱濾脫色,其實(shí)活性炭還有其它用法,巧妙的利用活性炭的性質(zhì),區(qū)分其優(yōu)缺點(diǎn),將給有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)帶來(lái)許多便利。
活性炭在有機(jī)合成中的作用主要有脫色、九江廬山附近吸附和助濾,通常在活性炭的一次操作過(guò)程中,主要表現(xiàn)其中一個(gè)方面,其它方面的作用是次要的。
1. 脫色作用
活性炭?常見(jiàn)的作用是脫色,根據(jù)與極性分析,活性炭可以視為非極性物質(zhì),可以用來(lái)吸附非極性和小極性色素,適合在大極性溶劑中使用。
物質(zhì)中含有的色素大多屬于非極性或小極性色素,所以在常用脫色劑中?常用的就是活性炭,?常用的溶劑是水和醇類(lèi)。
一般在需要脫色時(shí),不需要考慮色素的極性,直接以活性炭脫色,通過(guò)觀察溶液在脫色前后的變化來(lái)判斷脫色效果。
一般的操作過(guò)程如下:
待脫色物質(zhì)加入到一定量溶劑中,加熱全溶,加入一定量活性炭,攪拌一段時(shí)間,熱濾,濾液濃縮。
待脫色物質(zhì)為含有可見(jiàn)色素的固體或液體,以固體居多;
溶劑量一般為3-10倍,太少不易操作,在熱濾時(shí)損失大;太多成本過(guò)高,也沒(méi)有必要;
溶劑一般為大極性溶劑,甲醇、九江廬山附近乙醇和水等,如果脫色后需要結(jié)晶,一般需要篩選出?適合的溶劑;
活性炭加入量一般為溶質(zhì)(即待脫色物質(zhì))的5-10%,視情況可以增減;
攪拌時(shí)間一般在30分鐘到2小時(shí)不等,視情況可以增減;
濾液視情況處理,如果脫色前后外觀顏色變化不大,可以再加活性炭重復(fù)脫色;如果需要重結(jié)晶,直接冷卻結(jié)晶或適當(dāng)濃縮后冷卻結(jié)晶;如果待脫色物質(zhì)是液體,一般濃縮至干。
活性炭改性是什么意思
活性炭的改性 是指 通過(guò)堿處理或者酸處理等手段 通過(guò)改變活性炭的性質(zhì) 增加表面官能團(tuán) 使其具有一定的催化特性 通常 改性后的活性炭 多用于特殊用途或者高價(jià)值產(chǎn)品的領(lǐng)域 活性炭改性主要通過(guò)物理、九江廬山附近化學(xué)處理,改變其孔隙結(jié)構(gòu),改變其表面酸堿性,或者在其表面引入或去除某些官能團(tuán)使活性炭具有特殊的吸附性能和催化特性。此外,采用不同的活化方法或不同的活化劑也可以實(shí)現(xiàn)制備不同孔徑分布及不同表面化學(xué)特性的活性炭。
(1)表面物理性質(zhì)的改性:活性炭表面結(jié)構(gòu)的改性主要是通過(guò)物理或化學(xué)方法改變活性炭的比表面積和孔徑分布,擴(kuò)大或縮小孔徑,達(dá)到改變活性炭表面結(jié)構(gòu)的目的,從而提到活性炭的吸附能力。
(2)表面化學(xué)性質(zhì)的改性:活性炭表面化學(xué)性質(zhì)的改變主要是通過(guò)一定的方法改變活性炭表面的官能團(tuán)以及表面負(fù)載的離子和化合物,從而改變其表面的化學(xué)性質(zhì)達(dá)到活性炭的吸附能力的提高。以下為幾種表面化學(xué)性質(zhì)的改性的方法: ①表面氧化改性:活性炭在適當(dāng)條件下經(jīng)過(guò)氧化劑對(duì)表面官能團(tuán)進(jìn)行氧化改性,提高含氧官能團(tuán)的含量,增強(qiáng)對(duì)極性物質(zhì)的吸附能力。氧化劑不同,改性后表面所含官能團(tuán)的種類(lèi)和數(shù)量也不同,一般氧化程度越高,含氧官能團(tuán)越多。常用的氧化劑有:HNO3、九江廬山附近HClO、九江廬山附近H2SO4、九江廬山附近Cl2、九江廬山附近H2O2、九江廬山附近(NH4)S2O8等。 ②表面還原改性:活性炭表面在適當(dāng)條件下經(jīng)過(guò)還原劑對(duì)表面官能團(tuán)進(jìn)行還原改性,提高堿性基團(tuán)的含量,增強(qiáng)表面的非極性,進(jìn)而提高活性炭對(duì)非極性物質(zhì)的吸附能力。常用的還原改性方法是通過(guò)H2和N2等惰性氣體對(duì)活性炭進(jìn)行的高溫處理得到含量較多堿性基團(tuán)和在NH3??H20 水中的浸漬處理得到含量豐富的含氮官能團(tuán)。 ③負(fù)載原子改性:負(fù)載原子改性是根據(jù)活性炭的吸附性和還原性,把活性炭浸漬在一定的溶液中,通過(guò)液相沉積的方法在活性炭表面引入特定的原子和化合物,把金屬離子侵入到活性炭表面,主要是利用活性炭的還原性,將金屬離子還原成單質(zhì)或低價(jià)態(tài)的離子。 ④表面酸堿改性:酸堿改性法是利用酸、九江廬山附近堿等物質(zhì)處理活性炭,根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整活性炭表面的官能團(tuán)至所需要的數(shù)量。
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