活性炭的有機(jī)官能團(tuán)
活性炭中的氧和氫大部分是以化學(xué)鍵和碳原子相結(jié)合形成有機(jī)官能團(tuán)，它是活性炭組成的有機(jī)部分。
活性炭的氧含量和分布情況見表2-9。
表2-9 幾種炭的氧含量及其分布情況
| 試樣 | 全氧含量/碳（%） | 氧含量/全氧含量（%） | ||
| OH|-COOH | -C=O | 其他-O- | ||
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焦炭 炭黑A 炭黑B 松煙 水蒸汽法炭A 水蒸汽法炭B 氯化鋅法炭A 氯化鋅法炭B |
0.89 0.06 0.14 8.22 3.72 3.25 5.05 4.82 |
11.2-27.0 83.3-117.0 50.0-57.2 26.0-36.6 38.3-55.6 15.5-56.6 20.2-31.5 22.8-25.7 |
88.8 ＞100 ＞100 15.3 21.8 23.1 40.6 42.9 |
無 無 無 38.1-58.7 22.6-39.9 20.3-31.4 27.9-39.2 31.4-38.3 |
從表2-9中可以看出，松煙和活性炭中的氧含量較多，而且含有各種形態(tài)結(jié)合的氧，而焦炭和炭黑中幾乎不含以醚類形式結(jié)合的氧。在松煙和炭黑試樣中，常含有揮發(fā)物質(zhì)，這些物質(zhì)能和重氮甲烷和格林試劑起反應(yīng)，所以，它的數(shù)值有偏大的情況。
活性炭中的氫含量及其分布情況如表2-10。
表2-10各種炭的氫含量及其分布情況
| 試樣 | 活性氫含量/碳（%） | 氧含量/全氧含量（%） | |
| 活性氫/全氫 | 與碳原子結(jié)合的氫/全氫 | ||
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焦炭 炭黑A 炭黑B 松煙 水蒸汽法炭 水蒸汽法炭 氯化鋅法炭 氯化鋅法炭 |
0.015 0.004 0.008 0.18 0.13 0.12 0.10 0.08 |
4.7 3.6 1.7 14.1 11.1 12.0 7.3 5.1 |
95.3 96.4 98.3 85.9 88.9 88.0 92.7 94.9 |
從表2-10可以看出，大部分的氫是同碳原子直接結(jié)合的。據(jù)研究，炭中的氧、氫和其他原子是和基本微晶的邊緣或角上的碳原子相結(jié)合，因為這些碳原子的化合價沒有被周圍的碳原子所飽和，因此，它們的反應(yīng)性較大。同樣，在晶格有缺陷的位置上的碳原子，例如在扭歪的或不完整的碳的六角環(huán)上的碳原子，也有更大的反應(yīng)性，因而趨向于和氧、氫等元素結(jié)合。
活性炭中常見的宮能團(tuán)有：羧基、酚羥基、醌型羰基。此外，還發(fā)現(xiàn)有醚、過氧化物、酯、熒光素式內(nèi)酯、二羧酸酐、環(huán)狀過氧化物等。
表面官能團(tuán)可以通過與重氮甲烷的反應(yīng)，與格林試劑的反應(yīng)，對酸、堿的吸附，紅外線吸收光譜、極譜、核磁共振以及電子自旋共振等方法進(jìn)行檢驗。
