A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
نقدم هنا، بروتوكولا لتجميع الكربون ميسوبوروس يخدر ثنائي النيتروجين/الأكسجين من الكتلة الحيوية بالتنشيط الكيميائية في أوضاع مختلفة انحلال حراري متبوعاً بالتعديل. علينا أن نظهر أن يفيد انحلال حراري الميكروويف عملية التعديل اللاحق لإدخال المزيد من المجموعات الوظيفية النيتروجين والأكسجين في الكربون في نفس الوقت.
أسلوب صديقة للبيئة لتوليف ميسوبوروس القائم على الكتلة الأحيائية تنشيط الكربون مع ارتفاع النيتروجين-/يقترح الامتزاز خالب الأكسجين ل Cu(II). ويستخدم تفل مشربة بحامض الفوسفوريك كالسلف. بيروليزي السلائف، تستخدم وسائط تدفئة منفصلة اثنين: الميكروويف انحلال حراري وانحلال حراري التدفئة الكهربائية التقليدية. يتم تعديل العينات المستمدة من ثفل قصب السكر الكربون الناتجة مع التعديل النيترات والحد. النيتروجين (N)/المجموعات الوظيفية الأوكسجين (O) هي عرض في وقت واحد على سطح الكربون المنشط، تعزيز لها امتزاز Cu(II) إلى والتبادل الأيوني. يتم تنفيذ تجارب الامتزاز النحاس وتوصيف التحقيق في الخصائص الفيزيائية الأربعة الكربون إعداد العينات وتحديد طريقة التدفئة التي تفضل التعديل اللاحق لتعاطي المنشطات من المجموعات الوظيفية N/O. في هذا الأسلوب، استناداً إلى تحليل بيانات الامتزاز النيتروجين وتحويل فورييه مطيافية الأشعة تحت الحمراء، وتجارب الامتزاز دفعة، ثبت أن الموجات بيروليزيد الكربون لديها المزيد من المواقع عيب، وعليه، الميكروويف فعالية توفير الوقت انحلال حراري تساهم أكثر الأنواع N/O للكربون، على الرغم من أنه يؤدي إلى انخفاض مساحة محددة. هذا الأسلوب يوفر طريقا واعداً لتوليف الممتزات مع النيتروجين أعلى ومحتوى الأكسجين وقدرة امتزاز أعلى من أيونات المعادن الثقيلة في مياه الصرف المعالجة تطبيقات.
الكربون المنشط له خصائص الامتزاز فريدة من نوعها، مثل بنية مسامية المتقدمة وعالية مساحة محددة، ومختلف المجموعات الوظيفية السطحية؛ ولذلك، يستخدم الممتزة في المياه المعالجة أو تنقية1،2،،من34. وإلى جانب مزاياه المادية، والكربون المنشط فعالة من حيث التكلفة وغير ضارة بالبيئة، وموادها الخام (مثلاً، الكتلة الحيوية) وفيرة ويتم الحصول عليه بسهولة5،6. الخصائص الفيزيائية للكربون المنشط تعتمد على السلائف التي تستخدم في إعداد هذا التقرير وعلى الظروف التجريبية ل عملية التنشيط7.
عادة ما تستخدم طريقتين تحضير الكربون المنشط: خطوة واحدة وخطوتين نهج8. النهج خطوة واحدة مصطلح يشير إلى السلائف يجري متفحمة وتفعيلها في نفس الوقت بينما النهج خطوتين الذي يشير إلى أن التتابع. نظراً للحفاظ على الطاقة وحماية البيئة، والنهج خطوة واحدة أكثر تفضيلاً لانخفاض درجة الحرارة ومطالبين بالضغط.
وإلى جانب ذلك، تستخدم التنشيط الكيميائية والفيزيائية لتحسين الخصائص التكوينية للكربون المنشط. التنشيط الكيميائية تمتلك مزايا واضحة على النشاط البدني بسبب انخفاض درجة الحرارة التنشيط وأقصر وقت التنشيط والعالي الكربون الغلة وأكثر بنية المسام المتقدمة ويمكن التحكم في درجة معينة9. وقد تم اختباره أن التنشيط الكيميائية يمكن أن يؤديها تشريب الكتلة الحيوية المستخدمة كمواد وسيطة مع ح3ص4، زنكل2، أو مواد كيميائية محددة أخرى، تليها انحلال حراري لزيادة المسامية للكربون المنشط، لأن يمكن إزالة المكونات الليجنوسليولوزيه من الكتلة الحيوية بسهولة بعلاج تدفئة لاحقة، نظراً لقدرة هذه المواد الكيميائية10،11ديهيدروجينيشن. ومن ثم، التنشيط الكيميائية إلى حد كبير يعزز تشكيل المسام الكربون المنشط أو يحسن أداء أدسوربتيفي إلى12من الملوثات. منشط حمضية المفضل إلى ح3ص4، نظراً لأن الطلب على الطاقة أقل نسبيا، عائد أعلى، وأقل تأثير على البيئة13.
لقد الميكروويف انحلال حراري التفوق في توفير الوقت والتدفئة الداخلية موحدة، وكفاءة استخدام الطاقة والتدفئة انتقائية، مما يجعل من أسلوب تدفئة بديلة للكربون المنشط توليف14،15. بالمقارنة مع التدفئة الكهربائية التقليدية، انحلال حراري ميكروويف يمكن تعزيز العمليات الحرارية والكيميائية وتشجيع بعض التفاعلات الكيميائية16. في الآونة الأخيرة، ركزت دراسات مكثفة على إعداد الكربون المنشط بالتنشيط الكيميائية من الكتلة الحيوية باستخدام خطوة واحدة تعمل بالموجات الدقيقة انحلال حراري9،17،،من1819. لذا، أنها مفيدة إلى حد كبير والصديقة للبيئة للتوليف القائم على الكتلة الأحيائية الكربون المنشط بمساعدة الميكروويف ح3ص4 التنشيط.
وبالإضافة إلى ذلك، لتحسين الصلات امتزاز الكربون المنشط تجاه أيونات المعادن الثقيلة محددة، قد اقترح التعديل بالمنشطات هيتيرواتوم [ن، س، الكبريت (S)، إلخ] في هياكل الكربون، وقد ثبت أن هذا أسلوب المستحسن 20،،من2122،23،24،،من2526. يمكن الاستعاضة عن المواقع المعيبة في أو على حواف طبقة الجرافيت heteroatoms لإنشاء المجموعات الوظيفية27. ومن ثم تعديل النيترات والحد تستخدم لتعديل عينات الكربون الناتجة المخدر N/O المجموعات الوظيفية التي تلعب دوراً حاسما في كفاءة التنسيق مع المعادن الثقيلة شكل إلى والتبادل الأيوني28.
تستند النتائج الواردة أعلاه، نقدم بروتوكولا لتوليف N/O ميسوبوروس يخدر ثنائي الكربون من الكتلة الحيوية بالتنشيط الكيميائية واثنين من الأساليب المختلفة انحلال حراري يتبعه تعديل. ويحدد هذا البروتوكول أيضا طريقة التدفئة التي تفضل التعديل التي تلت ذلك لتعاطي المنشطات من المجموعات الوظيفية N/O، وهكذا، تعزيز أداء الامتزاز.
1. إعداد كربون المنشط تفل قصب السكر
2-تعديل الكربون المنشط تفل قصب السكر بيروليزيد من الأفران الكهربائية والميكروويف بيروليزيد الكربون المنشط تفل قصب السكر
ملاحظة: أجرى تعديل العينتين وفقا للأدب29.
3-الإدمصاص توصيف
4-Cu (الثاني)-تجارب الامتزاز
إيسوثيرمس الامتزاز/الامتزاز النيتروجين من العينات الأربع ترد في الشكل 1. إظهار جميع الامتزاز إيسوثيرمس زيادة سريعة في المنطقة0 P/P منخفضة، وهذه إيسوثيرمس تنتمي إلى النوع الرابع (التصنيف النظامي) مما يدل على بنيتها المسامية التي تتكون من ميكروبوريس و...
في هذا البروتوكول، وهو إحدى الخطوات الحاسمة الإعداد الناجح للكربون ميسوبوروس مع أفضل الخصائص الفيزيائية بالنهج خطوة واحدة، حيث الظروف التجريبية الأمثل بحاجة إلى تحديد. بذلك، دراسة سابقة28، قمنا بمصفوفة متعامدة الميكروويف انحلال حراري التجارب، والنظر في تأثير نسبة التشريب ?...
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
يعترف الكتاب "أموال البحوث الأساسية" للجامعات وسط الصين (No.KYZ201562)، و "صندوق العلوم ما بعد الدكتوراه في الصين" (رقم 2014 م 560429) وخطة البحث والتنمية الرئيسية من مقاطعة جيانغسو (رقم BE2018708).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
All chemicals and reagents (phosphoric acid, etc.) | Nanjing Chemical Reagent Co., Ltd | Analytical grade | |
Electric furnace | Luoyang Bolaimaite Experiment Electric Furnace Co., Ltd | ||
Microwave oven | Nanjing Yudian Automation Technology Co., Ltd | 2.45 GHz frequency | |
Surface-area and porosimetry analyzer | Beijing Gold APP Instrument Co., Ltd | Vc-Sorb 2800TP | |
Fourier transform infrared (FTIR) spectrometer | Nicolet | 6700 | |
Flame atomic absorption spectrophotometry | Beijing Purkinje General Instrument Corporation | A3 | |
Element Analyzer | Germany Heraeus Co. | CHN-O-RAPID |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionExplore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved