Name: 高い窒素-メソ孔炭素のバイオマス ベースの準備/電子レンジ前熱分解による銅 (ii) 酸素キレート吸着 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-02-12T12:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 44 s
Description: 学ぶバガス由来の窒素・酸素二重ドープメソ孔炭素の合成法。電子レンジ前熱分解と化学改質により、重金属吸着能を向上させた廃水処理用機能性炭素材料の調製技術を解説します。

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著者は中央大学の中国 (No.KYZ201562)、中国ポスドク科学基金 (号 2014 M 560429)、江蘇省号のキー研究開発計画の基礎的研究資金を認めるBE2018708)。

1. バガスを用いた活性炭の調製
<ol><li>
バガスを用いた活性炭の前駆体の調製
	<ol>
<li>バガス (中国江蘇省でファームから取得) を脱イオン水でリンスし、10 h の 100 ° C で乾燥炉内にサンプルを置きます。</li>
		<li>グラインダーと乾燥バガスを粉砕し、50 メッシュのふるいを通して粉をふるい。</li>
		<li>6 h バガス ベース活性炭 (BAC) の前駆体として得られた生成物を収集するため、24 時間の 1:1 の重量比 15 wt % リン酸 (H3PO4) ソリューションに罰金バガス粉末の場所 30 g は 105 ° C のオーブンで混合物を乾燥します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
前駆体の従来の電気加熱分解
	<ol>
<li>石英ボートに前駆体の 15 g を入れ、電気炉の石英ガラス管に石英ボートを挿入します。</li>
		<li>5 ° C 分-1試料を炭化炉の加熱速度を設定します。温度 500 ° C に達すると、90 分間温度を維持し、窒素の温度に冷却する結果活性炭サンプルします。全体のプロセス中にローター流量計で 80 mL 分-1の窒素フローを確保します。</li>
		<li>カップ刻んだと電気炉熱分解バガス ベース活性炭 (EBAC) ビーカー内を収集し、105 ° C 24 時間で真空乾燥オーブンでそれを熱します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
前駆体のマイクロ波熱分解
	<ol>
<li>電子レンジ (2.45 ghz) の前駆体の 15 g を置きます。</li>
		<li>電子レンジの電力を 900 W、22 分間サンプルを pyrolyze に設定し、20 mL 分-1ローター流量計で窒素の流量を確保します。ローター流量計の空気吸入口は、コンセントは、電子レンジの空気吸入口に接続されているホースを使用して窒素ボンベに接続されます。</li>
		<li>結果として生じる炭素窒素中で室温に冷却するを許可します。カップ刻んだとビーカーに炭素のサンプルを収集し、塩酸酸性溶液 (0.1 M) の 300 mL を追加します。室温で 12 時間以上 (200 rpm) で磁性攪拌器を使用して混合物をかき混ぜなさい。</li>
		<li>真空ろ過フィルター紙による炭素をフィルターし、洗浄水の pH 値は &gt; 6 までを脱イオン水サンプルをすすいでください。マイクロ波熱分解したバガス ベース活性炭 (MBAC) 24 h 105 ° C で真空乾燥オーブンで乾燥します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 電気炉熱分解バガス ベース活性炭・活性炭をバガスを用いたマイクロ波熱分解の変更
注: 2 つのサンプルの変更も文学29に従って行われました。
<ol><li>
硝化
	<ol>
<li>50 mL の濃硫酸と濃硝酸 (氷水) で 0 の ° C でビーカーに 50 mL を混ぜます。 注意: 濃硫酸と濃硝酸の混合物を混合すると、濃硫酸ゆっくりと濃硝酸に追加、ガラス棒で攪拌、冷却時間の。</li>
		<li>EBAC/MBAC の 10 g を混合ソリューションに追加します。磁性攪拌器を使用して、(200 rpm) で 120 分の混合物を攪拌します。</li>
		<li>真空ろ過フィルター紙による硝化 EBAC/MBAC をフィルターします。洗浄水 6、pH に達するまで脱イオン水でカーボンを洗浄し、24 h 90 ° C で乾燥炉に入れて乾かします。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
還元的変更
	<ol>
<li>3つ口フラスコに結果として得られる製品の 5.05 g、脱イオン水 50 mL と 20 mL のアンモニア溶液 (15 M) を追加します。磁気攪拌 (200 rpm) で 15 分のこの混合物を攪拌し、Na2S2O4の 28 グラムを追加 20 時間室温で攪拌混合物を残します。</li>
		<li>フラスコに還流冷却器をフィットし、混合物を温かく、油浴を使用して 100 の ° C。フラスコに CH3COOH (2.9 M) の 120 mL を追加し、5 時間還流下 (200 rpm) でマグネチックスターラーで撹拌混合物を許可します。</li>
		<li>部屋の温度に冷却するソリューションを許可する油浴を削除します。炭素サンプルのフィルターし、ソリューション pH &gt; 6 まで脱イオン水で洗浄します。90 ° C で変更された EBAC/MBAC を乾燥し、「EBAC-N/MBAC N」としてそれを示します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. 吸着特性評価
<ol><li>
構造characterization-窒素吸着/脱離等温線
	<ol>
<li>空のサンプル チューブの重量を量る。サンプル チューブにカーボン サンプル (~0.15 g) を追加します。</li>
		<li>真空中で 5 h 110 ° C でサンプルをドガします。炭素を含むサンプル チューブの重量を量る。炭素サンプルの重量を計算します。</li>
		<li>-196 ° C30で測定する液体窒素を使用して表面積やポロシ メーター アナライザーのテスト領域にサンプル チューブを取り付けます。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
化学的特性-フーリエ変換赤外分光法
	<ol>
<li>温度と湿度をチェックし、環境が要件を満たしているかどうかを確認: 温度は、16-25 ° C、相対湿度 20 ~ 50% をする必要があります。</li>
		<li>サンプル倉庫に乾燥剤と防塵カバーを取り外します。</li>
		<li>ドライ カーボン サンプルとスペクトルに及ぼす水を避けるために 4 h 110 ° C で臭化カリウム。炭素のサンプルを混ぜて臭化カリウムとプレス機構を使用して、テスト サンプルを準備します。</li>
		<li>サンプルを入れてテスト領域とソフトウェアのパラメーターを設定します。</li>
		<li>スペクトルの保存サンプルを取り出してください。スペクトル31に対して必要なデータの処理を実行します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. 銅 (II) の吸着実験
<ol><li>
吸着等温線
	<ol>
<li>それぞれ選択した初期濃度 (10、20、30、40、50、60、80、および 100 mg L-1) と CuSO4溶液 (pH 5) 25 mL を含む三角フラスコの吸着剤の 0.05 g を配置します。0.1 M 硝酸溶液3と 0.1 M NaOH 水溶液を使って各銅溶液の pH を調整します。 注: 選択した初期濃度とソリューションは、1 g L-1 CuSO4ソリューションで、成っている青硫酸塩の溶存 3.90625 g 1,000 mL ボリュームと花瓶を使用して固体によって希釈されます。</li>
		<li>三角フラスコの蓋に合い、サーモスタット軌道シェーカー (150 rpm の攪拌速度) で 5 °/25 ° C にそれらを置く/45 ° C の 240 分。</li>
		<li>0.22 μ m のメンブラン フィルターを使用して、ソリューションから吸着剤を区切ります。</li>
		<li>フレーム原子吸光法を使用して、濾液の銅濃度を調べます。 注: すべての実験を行った 3 通とデータの平均をとる。Qe、銅 (ii) の吸着容量は、次のとおり算出されました。 <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/58161/58161eq1v2.jpg">(1) ここは C0 = 最初の銅濃度 (mg L-1) Ce = 最終濃度 (mg L-1) V = 解決の容積と m = 各吸着剤 (g) の重量。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
PH の影響
	<ol>
<li>(2、3、4、5、6、および 7) 選択した初期 pH と CuSO4溶液 (40 mg L-1) 25 mL を含む円錐フラスコの各吸着剤の 0.05 g を配置します。</li>
		<li>三角フラスコの蓋に合い吸着平衡に到達する 24 h 25 ° C で (150 rpm の攪拌速度) とサーモスタット軌道シェーカーに入れてください。</li>
		<li>ステップ 4.1.3-4.1.4 を繰り返します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
吸着
	<ol>
<li>場所 CuSO4ソリューション (30 mg L-1または 100 mg L-1pH 5) 磁気 25 ° C の水浴中の 125 mL を含まれているビーカーに吸着剤の 0.25 g (200 rpm) で攪拌。</li>
		<li>ピペットを使用して、0.5、1、2.5、5、10、30、60、120、および 180 分接触時間に達したら溶液 5 mL を描きます。</li>
		<li>ステップ 4.1.3-4.1.4 を繰り返します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Saleh, T. A., Gupta, V. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Processing+methods%2C+characteristics+and+adsorption+behavior+of+tire+derived+carbons%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Advances+in+Colloid+%26+Interface+Science%22%5BJournal%5D)">Processing methods, characteristics and adsorption behavior of tire derived carbons: a review.</a> Advances in Colloid & Interface Science. 211, 93(2014).</li>
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<li>Saleh, T. A., Gupta, V. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Column+with+CNT%2Fmagnesium+oxide+composite+for+lead%28II%29+removal+from+water%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+%26+Pollution+Research%22%5BJournal%5D)">Column with CNT/magnesium oxide composite for lead(II) removal from water.</a> Environmental Science & Pollution Research. 19 (4), 1224-1228 (2012).</li>
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<li>Gupta, V. K., Saleh, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sorption+of+pollutants+by+porous+carbon%2C+carbon+nanotubes+and+fullerene-+an+overview%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+and+Pollution+Research%22%5BJournal%5D)">Sorption of pollutants by porous carbon, carbon nanotubes and fullerene- an overview.</a> Environmental Science and Pollution Research. 20 (5), 2828-2843 (2013).</li>
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<li>Gupta, V. K., Nayak, A. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894711013647">Cadmium removal and recovery from aqueous solutions by novel adsorbents prepared from orange peel and Fe2O3 nanoparticles.</a> Chemical Engineering Journal. 180 (3), 81-90 (2012).</li>
<li>Robati, D., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894715012140">Removal of hazardous dyes-BR 12 and methyl orange using graphene oxide as an adsorbent from aqueous phase.</a> Chemical Engineering Journal. 284 (7), 687-697 (2016).</li>
<li>Ali, I., Alothman, Z. A., Sanagi, M. M. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167732215302403">Green Synthesis of Iron Nano-Impregnated Adsorbent for Fast Removal of Fluoride from Water.</a> Journal of Molecular Liquids. 211, 457-465 (2015).</li>
<li>Gupta, V. K., Kumar, R., Nayak, A., Saleh, T. A., Barakat, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adsorptive+removal+of+dyes+from+aqueous+solution+onto+carbon+nanotubes%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Advances+in+Colloid+%26+Interface+Science%22%5BJournal%5D)">Adsorptive removal of dyes from aqueous solution onto carbon nanotubes: A review.</a> Advances in Colloid & Interface Science. 193 (6), 24(2013).</li>
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<li>Loganathan, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modelling+equilibrium+adsorption+of+single%2C+binary%2C+and+ternary+combinations+of+Cu%2C+Pb%2C+and+Zn+onto+granular+activated+carbon%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+%26+Pollution+Research%22%5BJournal%5D)">Modelling equilibrium adsorption of single, binary, and ternary combinations of Cu, Pb, and Zn onto granular activated carbon.</a> Environmental Science & Pollution Research. (15), 1-12 (2018).</li>
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<li>Bouhamed, F., Elouear, Z., Bouzid, J., Ouddane, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-component+adsorption+of+copper%2C+nickel+and+zinc+from+aqueous+solutions+onto+activated+carbon+prepared+from+date+stones%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+%26+Pollution+Research%22%5BJournal%5D)">Multi-component adsorption of copper, nickel and zinc from aqueous solutions onto activated carbon prepared from date stones.</a> Environmental Science & Pollution Research. 23 (16), 1-6 (2016).</li>
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</ol>

著者が明らかに何もありません。

このプロトコルでは、重要な手順の 1 つは最適な実験条件が判断される必要があるワンステップのアプローチでより良い物理化学的性質とメソ孔炭素の成功準備です。だから、以前の研究28行った直交配列マイクロ波熱分解実験、バガスとリン酸、熱分解の時間、電子レンジの電源と乾燥時間の含浸率の効果を考慮しました。その上、細心の退屈な Cu (II) に注意する必要があります-吸着実験、pH 値 (図 3) 活性炭による cu (ii) 除去に大きな影響を持っているので、溶液の pH 値を調整するときに特に。定義された初期濃度と CuSO4ソリューションの実際の銅濃度をテストし、式 (1) で C0としてこの値を使用することが不可欠です。
化学活性化による大きな比表面積と高いバイオマス活性炭細孔容積が得られます。ただし、比表面積と総細孔容積の両方低下は崩壊し、毛穴27、吸着容量の減少に終っての閉塞原因の...

活性炭が開発した多孔質構造、高表面積様々 な表面機能グループなどのユニークな吸着特性したがって、吸着剤として水治療や浄化1,2,3,4で採用されています。物理的な利点があります, 以外にも活性炭はコスト効率の高い、環境に無害である、(例えばバイオマス) 原料が豊富で簡単に得られる5,6。活性炭の物性は、その準備で使用される前駆物質と活性化プロセス7の実験条件によって異なります。
活性炭を準備する 2 つの方法が用いられます: ワンステップと 2 段階アプローチ8。用語 1 段階のアプローチは、炭化され、2 段階のアプローチは、順番を参照しながら同時にアクティブの前駆物質を指します。省エネや環境保護の観点からワンステップ アプローチは、低い温度と圧力を要求より優れています。
その上、化学と物理の活性化は、活性炭のテクスチャー特性を改善するために活用されます。化学活性化は、その下の活性化温度、活性化時間の短縮、炭素収とある特定の程度の9より開発され、制御可能な空隙構造のための物理的なアクティブ化の明白な利点を所有しています。H3PO4ZnCl2、またはので、活性炭の気孔率を増加する熱分解に続いて、他の特定の化学物質の原料として使用される含浸バイオマス化学活性化を実行できることがテストされていますこれら化学物質10,11の脱水素能力によりの後の加熱処理によるリグノ セルロース系バイオマスを簡単に削除できます。したがって、化学的活性化は大きく活性炭の細孔の形成を強化または汚染物質12吸着性能を向上します。酸性活性化 H3PO4、その比較的低いエネルギー需要より高い収穫のため、以下の13の環境への影響をお勧めします。
マイクロ波熱分解合成活性炭14,15に代替加熱して、選択加熱、エネルギー効率、均一な内部加熱時間の節約で優位性があります。マイクロ波熱分解は従来の電気暖房と比べると、熱化学プロセスを高め、特定の化学反応の16を促進できます。最近では、広範な研究は、ワンステップ マイクロ波熱分解9,17,18,19を用いたバイオマスから薬品賦活法による活性炭の準備に焦点を当てています。だから、かなり有益であり、環境に優しい合成マイクロ波 H3PO4活性化による活性炭のバイオマスをベースに、です。
さらに、特定の重金属に対する活性炭の吸着親和性を向上させるため、 [N、O、硫黄 (S) 等]はヘテロ原子が炭素構造にドーピングすることによって変更を提案されている、これはの望ましい方法であると証明されています20,21,22,23,24,25,26。欠陥サイトでまたはグラファイト層の端は、官能27を生成するヘテロ原子で置き換えることができます。したがって、硝化と還元の変更を使用して効率的に重金属錯化剤およびイオン交換28を形成するとの調整に重要な役割を果たす N/O 官能をドープする結果として生じる炭素サンプルを変更します。
上記の調査結果に基づいて、薬品賦活法によるバイオマスからの N/O デュアル ドープ メソポーラス カーボンと 2 つの異なる熱分解方法変更によるフォロー アップを合成するためのプロトコルを提案する.このプロトコルでは、N/O の機能グループのドーピングとは、吸着性能を高めその後の修正を支持する加熱方法も決定します。

<table><tbody><tr><td>すべての薬品・試薬(リン酸等)</td><td>南京化学試薬有限公司</td><td></td><td>分析グレード</td></tr><tr><td>電気炉</td><td>洛陽Bolaimaite実験電気炉有限公司</td><td></td><td></td></tr><tr><td>電子レンジ</td><td>南京Yudian Automation Technology Co.、Ltd</td><td></td><td>2.45 GHz周波数</td></tr><tr><td>表面積および多孔性分析装置</td>北京<td>ゴールドAPP機器有限公司</td><td></td><td>Vc-Sorb 2800TP</td></tr><tr><td>フーリエ変換赤外(FTIR)分光計</td><td>Nicolet</td><td></td><td>6700</td></tr><tr><td>Flame 原子吸光分光法</td><td>Beijing Purkinje General Instrument Corporation</td><td></td><td>A3</td></tr><tr><td>Element Analyzer</td><td>Germany Heraeus Co.</td><td></td><td>CHN-O-RAPID&nbsp;</td></tr></tbody></table>

高い窒素-メソ孔炭素のバイオマス ベースの準備/電子レンジ前熱分解による銅 (ii) 酸素キレート吸着

Preparation of Biomass-based Mesoporous Carbon with Higher Nitrogen-/Oxygen-chelating Adsorption for Cu(II) Through Microwave Pre-Pyrolysis

バイオマスを用いたメソポーラスシリカを合成する環境にやさしい技術と高窒素 - 活性炭/酸素キレート吸着 cu (ii) を提案します。リン酸を含浸させたバガスは、前駆体として利用されています。前駆体を pyrolyze、2 つの別個の加熱モードを使用: マイクロ波熱分解と従来の電気加熱分解します。結果として得られるバガス由来の炭素サンプルは、硝化と還元変更で変更されます。窒素 (N) ・酸素 (O) の機能グループは、cu (ii) の錯化剤およびイオン交換による吸着を強化、活性炭の表面に同時に導入します。4 つの準備された炭素サンプルの物理化学的性質を調査し、加熱方法を支持する N/O 官能のドーピングの後の変更を決定する特性と銅の吸着実験を行ったこの手法では、窒素吸着、フーリエ変換赤外分光法、およびバッチ吸着実験データの解析に基づくマイクロ波熱分解炭素がより多くの欠陥サイトと、したがって、時間節約効果マイクロ波よね熱分解は、低比表面積につながるそれがカーボン、N/O 種以上を貢献しています。この手法より高い窒素と酸素含有量と重金属排水修復アプリケーションで高い吸着容量合成吸着剤への有望なルートを提供しています。

4 つのサンプルの窒素吸着/脱離等温線は図 1に示した。すべての吸着等温線は、低/P0領域に急速な増加を表示、これらの等温線が孔および支配的なメソ孔32成っているその細孔構造を示すタイプ IV (IUPAC 分類) に属する。
窒素吸着等温線から得られたすべてのサンプルの表面の物理パラメーターは表 1のとおりです。マイクロ波熱分解と小さいブルナウア エミット テラー (ベット) 表面積と総貢献両方の変更は細孔容積、サンプルの物理的な形態を変更することです。
4 つのサンプルのフーリエ変換の赤外線 (FTIR) のスペクトルは図 2...

ここでは、異なる分解モード変更後に薬品賦活法によるバイオマスからデュアル ドープ メソポーラス炭素窒素/酸素を合成するプロトコルを提案します。そのマイクロ波熱分解炭素より窒素と酸素官能基を同時に紹介するその後の変更プロセスの利点を紹介します。

An environment-friendly technique for synthesizing biomass-based mesoporous activated carbon with high nitrogen-/oxygen-chelating adsorption for Cu(II) is ...

この方法は、バイオマスの利用や排水浄化分野における重要な問題(排水中の重金属除去のための改変バイオマスベースの炭素の調製など)に答える助けとなります。この技術の主な利点は、マイクロ波熱分解が、炭素の窒素および酸素の官能基を同時に導入するサブシーケンシャル改質プロセスに利益をもたらすことである。まず、バラのバラを脱イオン水ですすぐ、乾燥したオーブンに100°Cで10時間入れます。乾燥したバガスをグラインダーでつぶします。その後、50メッシュのふるいを通して粉末をふるいにかけます。次に、30グラムの細かいバガス粉を15重量%のリン酸溶液に1対1の重量比で24時間置きます。オーブンで6時間摂氏105度で混合物を乾燥させます。バガス系活性炭(BAC)の前駆体として得られた製品を収集します。さて、2.45ギガヘルツの周波数で電子レンジに前駆体の15グラムを入れます。電子レンジの電源を900ワットに設定し、サンプルを22分間熱分解します。ローター流量計で毎分20ミリリットルの窒素流量を確保します。ロータ流量計の空気入口はホースを用いて窒素ボンベに接続され、出口は電子レンジの空気入口に接続される。得られた炭素を窒素中の室温まで冷却させた後、三turateし、ビーカーに炭素サンプルを集める。次に、0.1モル塩酸の300ミリリットルを加えます。200 rpmで磁性攪拌機を室温で12時間以上かき混ぜます。真空ろ過を行ったフィルター紙で炭素をろ過します。次いで、洗浄水のpH値が6より大きくなるまで、脱イオン水で試料をリンスする。マイクロ波熱分解バガスベースの活性炭(MBAC)を105°Cの真空乾燥オーブンで24時間乾燥させます。50ミリリットルの濃硫酸と50ミリリットルの濃硝酸をゼロ度のビーカーに混ぜます。次に、混合溶液に10グラムのMBACを加える。磁気攪拌機を使用して、200rpmで120分間攪拌します。真空ろ過を行った濾紙で硝化MBACを濾過します。炭素を脱イオン水で洗浄し、水がpH6になるまで洗浄します。その後、洗浄した炭素を90°Cの乾燥オーブンで24時間乾燥させます。3つの首のフラスコに、得られた生成物の5.05グラム、脱イオン水50ミリリットル、15モルアンモニウム溶液の20ミリリットルを加える。この混合物を200rpmで磁気攪拌機で15分間かき混ぜます。その後、28グラムのジチオネ酸ナトリウムを加え、室温で20時間攪拌したままにしておきます。20時間後、フラスコに還流コンデンサーを取り付け、油浴を用いて100度まで温めます。フラスコに2.9モル酢酸120ミリリットルを加えます。次いで、還流下の磁気攪拌機で5時間攪拌する混合物を可能にする。オイルバスを取り外して、溶液を室温まで冷却します。炭素試料をろ過し、溶液pHが6より大きくなるまで脱イオン水で洗浄する。修正したMBACを摂氏90度で乾燥させ、MBAC窒素と言います。窒素吸着と脱着性の吸着を通して構造特性を測定するには、まず空のサンプルチューブを計量します。サンプルチューブに約0.15グラムの炭素サンプルを加えます。真空中で5時間摂氏110度でサンプルを脱気します。次に、炭素を含むサンプルチューブを秤量し、炭素試料の重量を算出する。液体窒素を使用してサンプルチューブを表面積の試験領域に取り付け、マイナス196°Cで測定します。フーリエ変換赤外線分光法を用いて化学特性解析を行う場合は、まず温度と湿度計を確認してください。温度は摂氏16〜25度、相対湿度20%〜50%サンプル貯蔵庫の乾燥剤とダストカバーを取り外す必要があります。炭素サンプルと臭化カリウムを摂氏110度で4時間乾燥させ、水がスペクトルに及ぼす影響を避けます。次いで、臭化カリウムと混合し、プレス機構を使用して試験試料を調製する。サンプルをテスト領域に配置し、ソフトウェアのパラメータを設定します。次に、スペクトルを保存し、スペクトルを処理する前にサンプルを取り出します。銅イオン吸着実験を行う場合は、まず、0.1モル硝酸および0.1モル水酸化ナトリウム溶液を用いて、硫酸銅溶液のpHをpH5に調整します。次に、pH調整硫酸銅溶液の25ミリリットルを含む円錐形フラスコのそれぞれに0.05グラムの吸着剤を入れる。円錐形のフラスコに蓋を取り付け、温度を5°Cで150rpm、摂氏25度で攪拌速度でサーモスタット軌道シェーカーに入れ、各温度で240分間摂氏45度にします。0.22ミクロンの膜フィルターを使用して、吸着剤を溶液から分離します。最後に、火炎原子吸光光度測定を用いて、濾液の銅濃度を決定する。全てのサンプルの構造特性と元素組成をここに示す。マイクロ波熱分解および改質は、より小さな比表面積と小さな総孔容積に寄与するが、窒素および酸素含有量が大きい。FTIRスペクトルは、改変炭素材料が明確な窒素/酸素官能基を得ており、マイクロ波熱分解炭素がより多くを得ることを示しています。すべてのサンプルによる銅イオン吸着に対するpHの効果をここに示す。MBAC窒素は、より豊富な窒素/酸素表面群のために、MBAC窒素はより低い表面積と孔体積を有するが、EBAC窒素よりも優れた銅イオン吸着を提示する。このモデルでは、変性炭素による銅イオン吸着機構が提案されている。この反応過程において、化学的吸着は主にイオン交換と錯化を伴う。メソポーラス炭素をベースにバイオマスを調製するために西洋のアプローチを用いようとする一方で、マイクロ波熱分解によりより優れた物理化学的特性であった。含浸比、熱分解時間、電子レンジパワーの効果を考慮して、最適な実験条件を決定することが重要です。この手順に従って、炭素のより多くの官能基を効果的に導入できる他の改変方法は、比表面積の減少および総孔体積のような欠点を克服するために行うことができる。その開発後、この技術は、機能化されたナノ材料の分野の研究者が、廃水修復のためにバイオマスから高吸水性炭素を迅速に調製する道を開いた。濃縮硫酸と濃縮硝酸での作業は非常に危険であり、この手順を実行する間は常に保護眼鏡などの予防措置を講じるべきであることを忘れないでください。

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環境

シリカナノ粒子は、シロキサン前駆体の酸触媒とマイクロ波支援合成技術を使用して調製され、直径30〜250nmの範囲のナノ材料の制御された成長をもたらしました。成長ダイナミクスは、初期ケイ酸濃度、反応時間、および反応温度を変化させることで制御できます。...

マイクロ波支援酸 - 触媒反応によりシリカナノ粒子の調製

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モノとバイメタル早期遷移金属炭化物と窒化物ナノ粒子の逆マイクロエマルジョン媒介合成

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合成と電気化学的 CO2削減のため単一原子の遷移金属触媒の性能評価

ここで合成と特性評価 (4.6 nm の細孔径) で順序付けられた多孔性炭素と SBA-15 (5.3 nm の細孔径) と報告します。仕事では、表面とナノポーラス分子ふるいのテクスチャー特性、ぬれ性、D2O...

合成多孔性カーボンとシリカ マトリックスの表面特性

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低温マイクロ波支援によるウィローウッド燃料排出量の削減補助熱炭化

ジフェニルエーテルのヒドロデオキシゲーションのためのPt/CNT触媒の酸性度のチューニング

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ここでは、水素製造用のCo-およびN-ドーパントを用いてカーボンナノチューブに担持されたCoナノ粒子を合成するためのプロトコルを提示する。...

Co原子およびN原子をドープしたカーボンナノチューブに担持された金属ナノ粒子の合成と水素製造における触媒応用

水酸化ニッケルナノシートは、マイクロ波を利用した水熱反応によって合成されます。このプロトコルは、マイクロ波合成に使用される反応温度と時間が、反応収率、結晶構造、および局所配位環境に影響を与えることを示しています。...

マイクロ波合成条件が水酸化ニッケルナノシートの構造に及ぼす影響

この研究は、文献に広く記載されていることが多いシリカ基質にアミノ化化合物を含浸またはグラフト化するための標準化された技術の開発を促進することを目的としています。溶媒、基質、アミンの具体的な量、およびその他の重要な実験パラメータの値について詳しく説明します。...

炭素回収用の含浸およびグラフトアミン系シリカ複合材料を調製するための合成法

学ぶバガス由来の窒素・酸素二重ドープメソ孔炭素の合成法。電子レンジ前熱分解と化学改質により、重金属吸着能を向上させた廃水処理用機能性炭素材料の調製技術を解説します。

高い窒素-メソ孔炭素のバイオマスベースの準備/電子レンジ前熱分解による銅 (ii) 酸素キレート吸着

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