방법 논문

바이오 매스 기반 Mesoporous 탄소 높은 질소-의 준비 / 전자 사전 열 분해를 통해 Cu(II)에 대 한 흡착 산소 킬레이트 화

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DOI:

10.3791/58161

2019년 2월 12일

이 논문에서

요약

여기, 선물이 다른 열 분해 모드 수정 뒤에 화학 활성화 하 여 바이오 매스 로부터 질소/산소 듀얼 실수로 mesoporous 탄소를 합성 하는 프로토콜. 전자 레인지 열 분해 동시에 탄소에 더 많은 질소와 산소 기능 그룹을 소개 하는 후속 수정 과정 혜택을 설명 합니다.

초록

바이오 매스 기반 mesoporous 합성을 위한 환경 친화적인 기술 활성화와 높은 질소-탄소/Cu(II)에 대 한 흡착 산소 킬레이트 화 제안. 인산의 산 성 임신 사탕수수는 전조로 이용 된다. Pyrolyze 전조, 두 개의 별도 난방 모드 사용: 열 분해 및 기존의 전기 난방 열 분해 전자 레인지. 결과 사탕수수에서 파생 된 탄소 샘플 nitrification 및 감소 수정 수정 됩니다. 질소 (N) 산소 (O) 기능 그룹은 동시에 강화 complexing 및 이온 교환에 의해 Cu(II)의 그것의 흡착 활성 탄의 표면에 도입 /. 특성화 및 구리 흡착 실험 4 준비 탄소 샘플의 물리 화학적 특성을 조사 하 고 난방 방법을 호의 N/O 기능 그룹의도 핑에 대 한 후속 수정 결정 수행 됩니다. 이 기술에서는, 질소 흡착, 푸리에 변환 적외선 분광학, 및 일괄 처리 흡착 실험의 데이터 분석에 따라 그것은 입증 된 전자 레인지 pyrolyzed 탄소 더 많은 결함 사이트는 및 그러므로, 시간 절약 효과 전자 레인지 비록 그것은 낮은 특정 표면 영역을 이끌어 열 분해 탄소, 더 많은 N/O 종 기여. 이 기술은 더 높은 질소 및 산소와 폐수 업데이트 관리 응용 프로그램에서 중 금속 이온의 높은 흡착 용량 합성 adsorbents 유망한 경로 제공합니다.

서론

활성 탄소는 독특한 흡착 속성 개발 된 다공성 구조, 높은 특정 표면 영역 등 다양 한 표면 기능 그룹; 따라서, 그것은 물 치료 또는 정화1,2,,34에 흡착 제로 채택 된다. 그것의 물리적 장점 외 활성 탄소는 비용 효율적이 고 환경에 무해 한 하 고 (예를 들어, 바이오 매스)의 원료는 풍부 하 고 쉽게 얻은5,6. 활성 탄의 물리 화학적 특성에는 그 준비에 사용 되는 선구자에 및7의 정품 인증 과정 실험 조건에 따라 달라 집니다.

두 메서드는 일반적으로 활성 탄을 준비 하는 데 사용 됩니다:는 1 단계와 2 단계를 접근 하는8. 용어 한 단계 접근 선구자 연료 되 고 2 단계 접근 순차적으로 하는 동시에 활성화를 말합니다. 에너지 절약 및 환경 보호, 비추어 원스텝 접근 자사의 낮은 온도 및 압력 요구에 ....

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프로토콜

1. 사탕수수 기반 활성 탄의 준비

  1. 사탕수수 기반 활성 탄에 대 한 전조의 준비
    1. 사탕수수 (Jiangsu, 중국에서에서 농장에서 얻은) 이온을 제거 된 물으로 린스 하 고 샘플 10 h 100 ° C에서 건조 오븐에 넣어.
    2. 말린된 사탕수수는 분쇄기로 분쇄 하 고 50-메쉬 체 통해 분말을 체.
    3. 24 헤에 대 한 1:1 중량 비율에 15 wt % 인산 (H34) 솔루션으로 좋은 사탕수수 파우더의 장소 30 g 6 h. 사탕수수 기반 활성 탄 (BAC)에 대 한 전조로 결과 제품을 수집에 대 한 105 ° C에서 오븐에 혼합물을 건조.
  2. 전조의 기존 전기 난방 열 분해
    1. 석 영 보트에 전조의 15 g을 넣고 전기로의 석 영 유리관에 석 영 보트를 삽입.
    2. 것은 샘플 carbonize ° C 5 분-1 에서 보일 러의 난방 속도 설정 합니다. 온도가 500 ° C에 도달 하면, 90 분에 대 한 온도 유지 하 고 결과 활성화 탄소 샘플 질소에서 실내 온도에 냉각을 허용. 전체 과정 80 mL 분-1 회전자 유....

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결과

4 샘플의 질소 흡착/탈 착 등온선은 그림 1에 표시 됩니다. 모든 흡착 등온선 낮은 P/P0 지역에 있는 급속 한 증가 표시 하 고 이러한 등온선 유형 IV (IUPAC 분류) 지배적인 mesopores32micropores로 구성 된 그들의 기 공 구조를 보여주는에 속한다.

질소 흡착 등온선에서 얻은 모든 샘플에 대 한 표면 물리적 매개 변수는 표 1에 나와 있습니다. 전자 레인지 열 분해 및 작은 표면적 Brunauer-모트-텔러 (내기)와 총에 둘 다 기여 하는 수정 샘플의 물리적 형태를 변경 하는 볼륨을 기 공.

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토론

이 프로토콜에서 중요 한 단계 중 하나는 최적의 실험 조건 결정 될 필요가 mesoporous 탄소 1 단계 접근에 의해 더 나은 물리 화학적 특성의 성공적인 준비입니다. 그래서, 이전 연구28의 경우, 우리는 실시 직교 배열 전자 레인지 열 분해 실험, 사탕수수 및 인산, 열 분해, 전자 레인지 전력, 시간과 건조 시 수태 비율의 효과 고려 하 고. 게다가, 큰 주의 해야 한다 지루한 Cu (II)-흡착 실험, 특히 솔루션의 pH 값 조정 되 면, pH 값 활성 탄소 (그림 3)에 의해 Cu(II) 제거에 큰 영향력을가지고 있기 때문에. 테스트는 정의 된 초기 농도로 CuSO4 솔루션의 실제 구리 농도 C0 방정식 (1)에서이 값을 사용 하는 것이 필수적입니다.

더 큰 특정 표면 영역 및 바이오 매스 기반 활성 탄의 높은 기 공 볼륨 화학 활성.......

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공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

저자는 중국 (No.KYZ201562), 중국 박사 후 과학 기금 (No. 2014 M 560429), 장쑤 성 (번호 키 연구 및 개발 계획의 중앙 대학에 대 한 근본적인 연구 자금을 인정 BE2018708)입니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
모든 화학 물질 및 시약(인산 등)Nanjing Chemical Reagent Co., Ltd분석 등급
전기로낙양 Bolaimaite 실험 전기로 Co., Ltd
전자 레인지Nanjing Yudian Automation Technology Co., Ltd2.45GHz 주파수
표면적 및 기공량 분석기Beijing Gold APP Instrument Co., LtdVc-Sorb 2800TP
푸리에 변환 적외선(FTIR) 분광계Nicolet6700
화염 원자 흡수 분광 광도계Beijing Purkinje General Instrument CorporationA3
Element AnalyzerGermany Heraeus Co.CHN-O-RAPID 

참고문헌

  1. Saleh, T. A., Gupta, V. K. Processing methods, characteristics and adsorption behavior of tire derived carbons: a review. Advances in Colloid & Interface Science. 211, 93(2014).
  2. Mohammadi, N., Khani, H., Gupta, V. K., Amereh, E., Agarwal, S.

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재인쇄 및 허가

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태그

Cu II

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