活性炭國家專精特新“小巨人”企業活性炭產學研合作

　　偏酸催化氧化特異性炭吸附催化氧化收回纖維材料二糖，催化氧化特異性炭吸附采用重氮偶合方法被磺酸區域官能化，可領取高酸度。

　　使用活性炭催化回收纖維二糖，纖維素水解成葡萄糖的主要原因是葡萄糖可以進一步轉化為各種增值化學品，在工業上，常見的處理纖維素的方法是使用均質的無機酸，例如HCl或H 2 SO 4，這種方法的缺點是反應容器受到腐蝕，還會產生污染物。在此，我們使用了一種將纖維二糖選擇性(xing)水(shui)解為(wei)葡萄糖(tang)的(de)有(you)效方法(fa)(圖1)使用酸(suan)性(xing)活性(xing)炭材料。

　　圖1：纖維板二糖油脂水解成紅提糖。

　　使用酸性活性炭的原因

　　對于有些制造方法生產的活性炭本身就具有酸性功能，例如酚，羧酸或內酯。但是，這些酸性功能不夠強或不能以足以催化糖苷鍵水解的量存在。需要強酸位點，如磺酸。通常，被H 2 SO 4官能化的活性炭會產生不穩定(ding)的磺酸官(guan)能團(tuan)，在催化(hua)測試過(guo)程中容易被浸出。而且，處理過(guo)的活性(xing)炭的結(jie)構(gou)完整性(xing)通常被削弱。但(dan)是經過(guo)我(wo)們多次實驗引入表面磺酸功能的功能化(hua)策(ce)略，可以(yi)與(yu)活性(xing)炭表面形成牢固的共價CC鍵(jian)，而不會破壞其骨(gu)架結(jie)構(gou)。

　　活性炭功能化的方法

　　特異性炭已借助重氮偶聯方式完成了系統化。先是磺胺酸和亞硝酸鈉異戊酯的不良反應，原位進行重氮陽亞鐵離子。在該步數然后，脫重氮的不良反應將借助碳材質主鏈的多芳族設備構造中的C氧分子與碳氧分子內牢靠的共價CC鍵，使特異性炭界面上的芳基磺酸情節偶合(圖2)。一些官能化方式比在特異性炭上存在磺酸官能團的常見方式(包涵鹽酸)更人身安全，還是可以輕松愉快擴充市場規模。并且，該方式對特異性炭堅持機制比強度很和氣。

　　圖2：重氮偶合在碳原材料所用的于磺酸接枝。

　　活性炭催化回收纖維二糖

　　化學活化炭將氯綸二糖電離反應為紅草莓糖水的學習能力(圖1)在平穩的條件下，即在N 2自生各種壓力下，在130°C和1,700rpm下均勻攪拌2小的時候。經過洞察分享到的變為是可能在該體溫下糖苷鍵的熱裂解引致的。基本技能化化學活化炭可看起來從而提高了變為率，最底大約到94%。磺酸基本技能把握著電離反應經由，這手機制將對紅草莓糖水的目的性從而提高了到95%(“原史化學活化炭”情況下下為57%)。不錯特別注意的是，以上數值(> 90%的變為率和目的性)僅在130°C的2小的時候內賺取了。前方未經過洞察分享到基本上從紅草莓糖水賺取了的多見副服務，如乙酰丙酸或甲酸。不能徹底確診別服務，列如 5-羥甲基糠醛，因不能經過本任務中施用的HPLC液相色譜柱實行判定。僅判定了由紅草莓糖水異構化引致的一部分單糖印痕。并且，一直促使檢驗均實行了總是機物含量(TOC)分享發掘不存在別氣態服務演變成。

　　在測試過程中使用的活性炭數量也會影響活性。對于SO 3 H/SX+材料。當活性炭的量太低(20mg)時，沒有活性并且轉化率與原始活性炭相同。當我們增加催化劑的用量(liang)時，就會引(yin)發酸性水解，轉(zhuan)化率(lv)更(geng)高。但是，在所有(you)情況下(xia)，選(xuan)擇性都極好(遠高于(yu)原始活性炭)，而與催化劑的量(liang)無關。已(yi)對(dui)纖維(wei)素纖維(wei)進行了初步測(ce)試(shi)，并觀察到20%的轉(zhuan)化率(lv)(基于(yu)測(ce)試(shi)結束(shu)時纖維(wei)素的重量(liang)損失)。

　　酸性活性炭是使用(yong)(yong)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)通過重氮(dan)偶合反應(ying)功(gong)能(neng)(neng)化(hua)(hua)，從而在(zai)其(qi)表面接枝了(le)強(qiang)酸(suan)(suan)性(xing)(xing)(xing)磺(huang)酸(suan)(suan)官(guan)能(neng)(neng)團。與未官(guan)能(neng)(neng)化(hua)(hua)的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)相比，官(guan)能(neng)(neng)化(hua)(hua)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑都改善了(le)在(zai)惰性(xing)(xing)(xing)氣氛下(xia)在(zai)中性(xing)(xing)(xing)水介質中纖維二糖(tang)在(zai)葡萄(tao)糖(tang)中的(de)(de)水解(jie)反應(ying)。用(yong)(yong)SO 3可(ke)(ke)獲得(de)最大84%的(de)(de)轉化(hua)(hua)率和(he)95%的(de)(de)葡萄(tao)糖(tang)選擇性(xing)(xing)(xing)。此外，這(zhe)些(xie)結果是在(zai)低溫(130°C)下(xia)僅2小時內獲得(de)的(de)(de)，這(zhe)有(you)望(wang)用(yong)(yong)于水解(jie)更堅固的(de)(de)底物，例如(ru)纖維素(su)。與其(qi)他功(gong)能(neng)(neng)化(hua)(hua)方法(例如(ru)用(yong)(yong)硫酸(suan)(suan)處理活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan))相比，這(zhe)些(xie)功(gong)能(neng)(neng)的(de)(de)堅固性(xing)(xing)(xing)也將(jiang)削弱材(cai)料的(de)(de)機械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。這(zhe)些(xie)官(guan)能(neng)(neng)化(hua)(hua)的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)還可(ke)(ke)以用(yong)(yong)作(zuo)金屬納米顆粒的(de)(de)載體，以制備(bei)雙官(guan)能(neng)(neng)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑。酸(suan)(suan)性(xing)(xing)(xing)功(gong)能(neng)(neng)可(ke)(ke)將(jiang)纖維二糖(tang)水解(jie)為(wei)葡萄(tao)糖(tang)，而金屬中心(xin)可(ke)(ke)將(jiang)葡萄(tao)糖(tang)轉化(hua)(hua)為(wei)高(gao)價值分子(zi)，如(ru)山梨糖(tang)醇(chun)等(deng)。

文章標簽：椰殼活性炭,果殼活性炭,煤質活性炭,木質活性炭,蜂窩活性炭,凈水活性炭.

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