甲酸/氯化锌法

关键词： 微波

甲酸/氯化锌法（精选四篇）

甲酸/氯化锌法 篇1

关键词：松香,聚合松香,硫酸-氯化锌法,微波辐射

松香是我国林产化学工业中最重要的产品之一,是一种宝贵的可再生资源。我国一直是松香出口大国,同时又进口美国、日本的改性松香产品。低值出口“上游产品”,高价进口“下游产品”这种落后状况应该改变。发展松香深度加工技术就成为当前我国松香工业发展的必然趋势。松香的深加工产品包括聚合松香、氢化松香、歧化松香、马来松香、松香酯等。聚合松香是其中一种重要的松香改性产品,它具有软化点高、色泽浅、不结晶,有优良的抗氧性,在有机溶剂中有更高的黏度,酸值高等特点,广泛应用于造纸、涂料、油墨、日用化工、食品、黏胶剂、橡胶等行业中[1]。聚合松香的制备一般采用催化聚合工艺,常用的催化剂有H2SO4、ZnC12、A1C13,BF3,等。但现有工艺存在着二聚体的含量低(30% ～ 65%)、软化点低(110～150 ℃)和产品收率低(60% ～80%)等缺陷[2,3,4]。松香深加工的传统工艺存在耗时、耗能、污染大、产率低、后处理困难等缺点,而大量的实验结果表明在微波作用下聚合反应速率快,反应选择性强,产率高,副反应少,体现出节能、环保和效益高等诸多优点[5,6]。现对微波辅助硫酸﹣氯化锌法合成聚合松香的反应进行了研究,考察了催化剂组分的物质量之比、微波功率和微波辐射时间等对松香聚合反应和产品质量指标的影响。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

松香(一级,广西贺州松香厂),氯化锌(分析纯,天津市北方天医化学试剂厂),浓硫酸(分析纯,广东汕头市西陇化工厂),甲苯、无水乙醇、95%乙醇、二甲苯、浓盐酸、氢氧化钾、邻苯二甲酸氢钾等均为分析纯。

PJ21C-AN美的微波炉,美的集团公司;85-2型恒温磁力搅拌器,山东省鄄城光明仪器有限公司;JJ-1精密增力电动搅拌器,常州国华电器有限公司;循环水式多用真空泵,郑州长城科工贸有限公司。

1.2 松香聚合原理

松香中的枞酸型树脂酸具有共轭双键,在催化剂的条件下可以发生聚合反应。本实验先将松香异构化,再进行聚合反应。反应原理如下。

a) 松香中的枞酸型树脂酸(长叶松酸,左旋海松酸,新枞酸等)在浓硫酸条件下异构化为枞酸(以长叶松酸为例)[1]

b.枞酸在催化剂氯化锌的条件下发生聚合反应[7],:

由于枞酸分子具有环状结构,较大的分子量,聚合反应过程中空间位阻大,反应产物主要是二聚体。

1.3 工艺技术路线

实验工艺流程如图1所示。

1.4 实验方法

松香的溶解、异构反应、抽滤、水洗、减压蒸馏方法参加文献[8]。聚合反应采用微波辅助加热法,即称取相应量粉状无水氯化锌,加入到已异构化的松香溶液中,将其迅速移入微波炉中,快速安装好相关仪器,开启增力搅拌器,调节转速,搅拌速度应为加大至不使反应液溅出为准,并设定好微波炉功率和微波反应时间。待设定时间到后,继续回流搅拌几分钟。

1.5 聚合松香的质量指标分析

酸值的的测定方法参见文献[9]。软化点的测定方法是:将一定量产品倒入坩埚中,置于电炉上加热,当产品开始出现熔融状态时,记下此时的温度。平行测量两次,计算其平均值,即得产品软化点。

2 结果与分析

2.1 催化剂组分的物质量之比对聚合反应的影响

枞酸型树脂酸的几种异构体需要通过异构反应转化成枞酸后才能进行聚合反应。浓硫酸是一种很好的异构体催化剂,氯化锌是一种良好的聚合催化剂,通过协同使用这两种催化剂,可以获得很好的协同催化效果。我国传统聚合松香生产工艺一般采用比重1.84的工业硫酸,用量一般在0.15—0.25(以一份松香计)[10]。由于实验采用浓硫酸和氯化锌两种催化剂协同催化的方法,氯化锌对松香聚合反应也有催化作用,因此硫酸用量比传统硫酸法的用量少,故浓硫酸的用量定为松香的20%(w)。为了研究催化剂组分的摩尔比对聚合反应的影响,设计了以下实验:松香与溶剂的重量比为1∶1,浓硫酸用量为松香的20%(w),微波功率264 W,微波辐射时间为1h,改变催化剂组分的摩尔比,制备聚合松香,结果如表1所示。

由表1可知,产品聚合松香得率在一定范围内随n(H2SO4)∶n(ZnCl2)增大而上升,当n(H2SO4)∶n(ZnCl2)达到0.7时,产品得率到达最大值,随后产品得率逐渐下降。当浓硫酸用量少时,松香的异构化反应进程受到不利影响,不利于聚合反应的进行;而当浓硫酸用量较大时,由于浓硫酸能与氯化锌反应,从而减少了实际用于催化作用的氯化锌的量,导致了产品得率的下降。因此,在本实验操作中要严格控制催化剂的组成配比。

松香聚合时要求尽可能地保留羧基不被脱除,这样才能保留聚合松香的一些应用上的优点,而羧基的保留情况是通过酸值来体现的,所以酸值是聚合松香的一个重要质量指标之一。原料松香的酸值一般为(170-180) mgKOH/g,一般聚合松香的酸值范围为(140-160) mgKOH/g。聚合松香的软化点与二聚体含量有相当密切的从属关系,但非直接关系,一般情况下,聚合松香二聚体含量高时软化点也高,所以软化点也是聚合松香的重要质量指标之一,软化点越高越好。由表1可知,产品聚合松香的软化点整体上随催化剂组分的摩尔比n(H2SO4)∶n(ZnCl2)增大而增高,但酸值却随着催化剂组分的摩尔比n(H2SO4)∶n(ZnCl2)增大而降低,产品色泽也相应地变深,这是由于在一定范围内随着催化剂组分中浓硫酸的比例增大,有利于聚合反应的进行,使二聚体含量增大,产品软化点升高。但同时脱羧等副反应也相应地增多,使得产品酸值降低,色泽变深。当催化剂组分的摩尔比n(H2SO4)∶n(ZnCl2)超过0.7时,产品的软化点不再提高,而且产品得率也随之下降。由以上分析可知,催化剂组分的摩尔比过大或过小对松香聚合反应均有不利影响,较合适的催化剂摩尔比应当兼顾软化点、酸值、色泽和得率等指标。综上原因,实验采用催化剂组分的摩尔比n(H2SO4)∶n(ZnCl2)为0.7。

2.2 微波功率对聚合反应的影响

为了研究微波功率对聚合反应的影响,设计了以下实验:松香与溶剂的重量比为1∶1,浓硫酸用量为松香的20%(w),催化剂组分的摩尔比n(H2SO4)∶n(ZnCl2)为0.7,微波辐射时间为1 h,调节微波炉功率,制备聚合松香。结果如表2所示。

由表2可知,随着微波功率的增大,软化点有升高的趋势,但酸值整体上趋于下降,色泽也逐渐变深,得率在一定范围内到达最大值,之后迅速降低。这可能是由于当微波功率较低时,随着微波功率的增大,反应物分子间的相互碰撞更加剧烈,有利于聚合反应的进行,使二聚体含量增大,产品软化点升高。但当微波功率过大时,反应温度过高,致使脱羧等副反应严重,导致酸值降低,产品得率变低,色泽变深。综上原因,本实验选择微波功率为264 W。

2.3 微波辐射时间对聚合反应的影响

为了研究微波辐射时间对聚合反应的影响,设计了以下实验:松香与溶剂的重量比为1∶1,浓硫酸用量为松香的20%(w),催化剂组分的摩尔比n(H2SO4)∶n(ZnCl2)为0.7,微波功率为264 W,调节微波辐射时间,制备聚合松香。结果如表3所示。

由表3可知,当微波辐射时间少于0.75 h时,产品的得率还比较低,软化点也低,这是由于聚合反应还没有反应完全;当微波辐射时间为0.75 h时,产品得率达到最大值,各项质量指标也比较好;当继续增加微波辐射时间时,产品得率有明显的下降,色泽也变深,这可能是由于随着辐射时间的增加,脱羧等副反应增多造成的。综上分析,本实验选择微波辐射时间为0.75 h。

2.4 最优条件下的重复实验

根据前面的单因素实验得到微波辅助硫酸-氯化锌法合成聚合松香的较优条件为:浓硫酸用量为松香的20%,催化剂组分的摩尔比n(H2SO4)∶n(ZnCl2)为0.7,微波功率为264 W,微波辐射时间为0.75 h。在此条件下进行两次聚合反应实验,结果如表4所示。

从聚合松香产品的使用和销售情况看,主要技术指标集中在软化点和酸值要求高、色泽越浅越好、二聚体含量高等,经济指标方面则注重于提高产品收率和降低生产成本[11]。由表4可知,在最优条件下进行聚合反应,所得产品聚合松香的得率平均值为87.0%,酸值的平均值为151.3 mg KOH·g-1,软化点的平均值为141.8 ℃,其质量指标都符合国家标准。普通加热法[3]需120 ℃温度聚合反应 10 h,而本反应只需0.75 h,且反应得率还高,可见微波辅助合成聚合松香反应有很好的重现性和优越性。

3 结论

(1) 微波辅助硫酸-氯化锌法合成聚合松香的最佳工艺条件为:浓硫酸用量为松香的20%(w),催化剂n(H2SO4)∶n(ZnCl2)为0.7,微波功率为264 W,微波辐射时间为0.75 h。在该条件下所得产品聚合松香的得率平均值为87.0%,酸值的平均值为151.3 mg KOH·g-1,软化点的平均值为141.8 ℃,质量指标均符合聚合松香的国家标准。

(2) 和传统工艺相比,反应得率差别不大,而在微波条件下合成聚合松香的工艺聚合反应速率快。存在很大的优越性,有很好的发展前景。

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甲酸/氯化锌法 篇2

聚2-吡啶甲酸修饰电极伏安法测定多巴胺

用循环伏安法制备了聚2-吡啶甲酸修饰玻碳电极,研究了神经递质多巴胺(DA)在该聚合物薄膜修饰电极上的电化学行为.实验结果表明,在pH 7.0的磷酸盐缓冲溶液中,DA在该电极上的线性范围为1.0×10-7～1.0×10-5 mol/L.该修饰电极对抗坏血酸(AA)无响应,从而可有效消除其对DA测定的干扰.

作 者：张玉忠 袁倬斌 作者单位：中国科学院研究生院刊 名：分析化学 ISTIC SCI PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ANALYTICAL CHEMISTRY年，卷(期)：29(10)分类号：O65关键词：修饰电极 2-吡啶甲酸 多巴胺

甲酸/氯化锌法 篇3

关键词：农药；土壤；残留；联苯；间羟基苯甲酸；同时测定；高效液相色谱法

中图分类号： TQ4502+63文献标志码： A

文章编号：1002-1302（201412-0316-03[HS][HT9SS]

收稿日期：2014-02-05

基金项目：国家质检公益性行业科研专项（编号：201410235。

作者简介：李国锋（1972—，男，江苏东台人，副研究员，从事科研管理和食品安全检测方法研究。E-mail：gfliguofeng@126com。

目前世界上化学农药年产量近200万t，约有1000多种人工合成化合物被用作杀虫剂、杀菌剂、杀藻剂、落叶剂等类农药。施用于作物上的农药将附着于作物上，或散落在土壤、大气和水等环境中，环境残留农药中的一部分又会被植物吸收，造成农药污染问题。其中，联苯与间羟基苯甲酸是农业和化工生产中常用的一类有机物。联苯是2个苯基相连形成的化合物，为重要的有机原料，衍生物包括联苯胺、联苯醚、八溴联苯醚、多氯联苯等，其残留可对人体健康产生危害[1-3]，主要损害人体的神经系统和消化系统，高浓度接触对呼吸道和眼睛有明显刺激作用。间羟基苯甲酸用于制备除草剂、杀菌剂，对人体健康及生态环境会造成一定危害。目前，关于联苯与间羟基苯甲酸的液相、气相和质谱等检测方法主要集中在蔬菜、水果、尿液[7]、化妆品[8]和食品[9-11]中，且以单成分测定为主，而有关土壤中联苯与间羟基苯甲酸残留的检测方法少有报道。为了监测土壤中苯类化合物污染状况，本研究建立了同时测定土壤中联苯与间羟基苯甲酸残留的高效液相色谱方法，对农产品安全中关于苯类化合物污染问题的研究以及评价土壤风险具有重要的学术价值和现实意义。

1材料与方法

11仪器与试剂

Agilent 1100 Series高效液相色谱系统，配备DAD和VWD检测器（美国Agilent公司；Q-100DE数控超声波仪（昆山市超声仪器有限公司；XW-80A涡旋混合器（上海琪特分析仪器有限公司；HY-4调速多用振荡器（江苏常州国华电器有限公司；DELTA 320型pH计和AL204电子分析天平（梅特勒一托利多仪器上海有限公司；Milli-Q超纯水仪（美国Millipore公司。

联苯标准品，质量分数≥ 990%；间羟基苯甲酸标准品，质量分数≥ 990%（美国Sigma公司；甲醇，色谱纯（美国TEDIA公司；乙腈，色谱纯（美国ROE Scientific Inc；磷酸二氢钠，分析纯（南京化学试剂有限公司；磷酸，分析纯（江苏南京化学试剂一厂；蒸馏水为双蒸水。

联苯与间羟基苯甲酸混合标准储备液的配制：精确称取联苯和间羟基苯甲酸标准品各100 mg于100 mL棕色容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度，配成标准储备液，质量浓度为100 μg/mL，-20 ℃避光存放。

12样品前处理

准确称取20 g试样于50 mL具塞离心管内，加入2 mL水和8 mL甲醇，涡旋1 min后，超声提取20 min，3 000 r/min离心10 min，取1 mL上清液过022 μm微孔滤膜后供高效液相色谱测定。

13色谱条件[JP2]

色谱柱：ORBAX SB-C18（46 mm × 250 mm，5 μm；[JP2]流动相：005 mol/L磷酸二氢钠（磷酸调pH值至35 ∶[G-3]甲醇=35 ∶[G-3]65（V/V；流速：10 mL/min。检测器：二极管阵列检测器，波长为240 nm；柱温：30 ℃；进样体积：20 μL。上述液相色譜操作条件，可根据不同仪器特点，适当调整操作参数以期获得最佳效果。

14样品添加回收率和精密度测定

准确称取20 g空白土壤样品，置于50 mL具塞离心管内，分别加入一定体积的联苯与间羟基苯甲酸的混合标准溶液，配成05、10、100 μg/mL的加标样品，混匀后静置，按照“12”节的提取方法进行加标回收试验。

2结果与分析

21色谱条件优化

211检测波长的确定利用紫外分光光度计对联苯和间羟基苯甲酸标准品溶液进行全波长扫描（200～400 nm。结果表明，联苯与间羟基苯甲酸在220 nm处有最大吸收峰，通过在二极管陈列检测器（DAD上设定220、240、260、280 nm对样品进行测定，发现240 nm作为检测波长时，样品基质干扰少，而仪器的响应值也较高。因此，为了获得准确的目标物和降低样品检测限，最终选择检测波长为240 nm。

212流动相的选择试验比较了乙腈-磷酸二氢钠（005 mol/L和甲醇-磷酸二氢钠（005 mol/L二元体系作为流动相对目标化合物分离效果的影响。结果表明，在乙腈-磷酸二氢钠（005 mol/L体积比为65 ∶[G-3]35时，联苯的出峰时间在24 min左右，间羟基苯甲酸的出峰时间在47 min左右，分离度一般。当加大磷酸二氢钠的比例后，联苯的出峰时间往后推移，而间羟基苯甲酸的出峰时间提前；当流动相乙腈-磷酸二氢钠（005 mol/L体积比为40 ∶[G-3]60时，组分未能出峰。在甲醇-磷酸二氢钠（005 mol/L体积比为70 ∶[G-3]30时，联苯的出峰时间在79 min左右，而间羟基苯甲酸则没有分离出来；在甲醇-磷酸二氢钠（005 mol/L体积比为 65 ∶[G-3]35 时，间羟基苯甲酸和联苯的出峰时间分别为28 min和 80 min 左右；当甲醇-磷酸二氢钠（005 mol/L体积比为60 ∶[G-3]40时，联苯的出峰时间在114 min左右，分析时间较长。流动相的pH值对目标化合物的分离有影响，用磷酸调整流动相中磷酸二氢钠溶液的pH值至35时，各组分保留时间稳定，且峰形好，分离度佳，10 min内2组分可完全分离，有效地缩短了分析时间，因此选用甲醇-磷酸二氢钠（005 mol/L，pH值为35体积比为65 ∶[G-3]35作为流动相组成，以提高检测的灵敏度和效率。

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22样品前处理条件的选择

221提取溶液的选择本研究参考文献[6，11-13]以及联苯、间羟基苯甲酸的理化性质，采用了多种溶剂及其组合对土壤添加样品进行提取效果比较。样品用体积比为4 ∶[G-3]1的乙腈和水提取时，提取液中杂质较多，杂质峰干扰严重；用体积比为3 ∶[G-3]2的甲醇和水提取时，提取率和回收率较低；用体积比为4 ∶[G-3]1的甲醇和水提取时，样品提取回收率高，杂质干扰少。根据上述结果，试验选择体积比为4 ∶[G-3]1的甲醇和水组合作为提取溶剂进行研究。

222提取条件的选择参照文献[14]，比较加入提取溶液的土壤样品在振荡器振荡20 min和超声波提取20、30 min条件下的提取效果，结果表明超声波提取的效果要优于振荡器振荡，而超声波20 min和30 min的提取效果并无显著差异。试验采用超声波提取的方法。

23方法的线性与样品色谱图

231标准曲线和线性关系将配置好的100 μg/mL联苯及间羟基苯甲酸的标准储备液稀释为03、05、10、20、40、100、150 μg/mL 的系列标准工作液，按“13”节所选定的色谱条件进行检测分析，每个浓度梯度的标准液重复测定3次，取平均值。以峰面积定量，对所测数据进行线性回归，结果见图1和图2，表明联苯和间羟基苯甲酸在03～150 μg/mL 质量浓度范围内，峰面积（y与进样浓度（x 线性关系良好，相关系数≥099。

232色谱图和保留时间在试验选定的色谱条件下，测得间羟基苯甲酸与联苯的保留时间分别为28、80 min。色谱峰形较好，杂质峰与分析物峰分离度较好（图3。

[F（W11][TPLGF1tif][F]

[F（W11][TPLGF2tif][F]

[F（W29][TPLGF3tif；S+4mm][F]

24方法的回收率、精密度和定量限

样品添加按照“14”节所述方法进行，每个浓度设4个重复。按“12”节所述前处理方法制备样品，按“13”节所述方法进行分析，结果见表1、表2，联苯回收率为8903%～10304%，间羟基苯甲酸回收率为7982%～10048%，相对标准偏差均小于5%。分析方法在不同加标浓度下具有很好的回收率和稳定性。按照定量限的定义，即分析方法能够以合理的精确度和回收率从样品的背景信号中检测出待测物存在时需要的最低浓度[15-16]，本方法得到间羟基苯甲酸的定量限为01 μg/mL，联苯为02 μg/mL。

[F（W11][HT6H][J]表1土壤样品中联苯的添加回收率[HTSS][STB]

[HJ5][BG（！][BHDFG3，W62，W72。3W]添加浓度（μg/mL测定浓度（μg/mL回收率（%相对标准差（%

[BHDG12，W62，W72。3DWW]05 0484 8 9696249

[BHDW]0503 4 10067

0508 4 10169

10 1025 3 10253076

1030 4 10304

1015 2 10152

100 8903 4 8903124

8967 6 8968

9121 3 9121[HJ][BG）F][F）]

[F（W12][HT6H][J]表2土壤样品中间羟基苯甲酸的添加回收率[HTSS][STB]

[HJ5][BG（！][BHDFG3，W62，W72。3W]添加浓度（μg/mL测定浓度（μg/mL回收率（%相对标准差（%

[BHDG12，W62，W72。3DWW]05 0490 2 9805141

[BHDW]0502 4 10048

0502 4 10048

10 0976 4 9764116

0964 2 9642

0954 1 9541

100 7981 6 7982457

8016 2 8016

8072 0 8072[HJ][BG）F][F）]

3結论

本研究建立了同步快速测定土壤中联苯与间羟基苯甲酸残留的高效液相色谱方法，用甲醇-水（体积比4 ∶[G-3]1和超声波的方法提取试样中残留的目标物，离心分离后供仪器测定，该方法前处理步骤简单，净化效果理想，分离度和重现性好。通过对实际样品的检测，验证了本方法的实用性，能为土壤中该类化合物残留检测新方法的建立提供参考价值。

[HS2][HT85H]参考文献：[HT8SS]

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甲酸/氯化锌法 篇4

关键词：咖啡渣,化学活化法,ZnCl2,多孔碳材料

多孔材料由于其具有相对密度低、比强度高、比表面积高、重量轻、隔音、隔热、渗透性好等优点[4]被列入20世纪发展起来的新材料体系。同时由于多孔材料具有大小可调的孔道结构和高的比表面积、大的吸附容量等特点, 在大分子催化、吸附与分离、纳米材料组装及生物化学等众多领域具有广泛的应用前景[1,2,3]。多孔碳作为多功能材料, 除了碳材料的高化学稳定性和良好的导电性以外, 因其多样的孔洞结构、可调节的孔径分布、微孔/介孔的介入还增加了其比表面积, 在吸附分离、催化、储能及净化等领域得到广泛应用[3,4,5]。多孔碳材料的制备方法多种多样, 常用的制备方法有活化法和模板法。而活化法, 因其具有活化时间短, 得率高, 工艺简单等优点常被用作制备多孔碳材料方法的首选[6,7]。常用的化学活化剂为KOH、Na OH、Zn Cl2、H3PO4、K2S等[8]。其中, Zn Cl2相对于其它活化剂可以在较低的活化温度下制备出高比表面积、微孔含量丰富的多孔碳材料[9,10]。本文以咖啡渣为原料, 利用碳化和活化反应制备多孔的碳材料。研究不同煅烧温度下所制备的多孔碳材料的结构。

1 实验

1.1 试剂与仪器。

咖啡渣 (咖啡店废弃物) ;分析纯醋酸镁 (C4H6O4Mg) , 天津市光复精细化工研究所;分析纯氯化锌 (Zn Cl2) , 天津市瑞金特化学品有限公司;高纯N2 (体积分数:99.99%) 。

1.2 多孔碳材料的制备。

取6 g清洗干燥后的咖啡渣和12g C4H6O4Mg放入烧杯中, 加入适量蒸馏水, 在80℃条件下, 均匀搅拌16 h使其充分反应, 随后在N2气氛下利用管式炉内进行碳化 (碳化温度900℃, 氮气流率为200 ml/min, 升温速度为5℃/min, 恒温2 h) , 用稀盐酸溶液除去模板, 洗涤至中性, 干燥备用。样品标记为KM-900 (K表示咖啡渣, M表示C4H6O4Mg) 。取3 g KM-900和6 g Zn Cl2均匀混合 (方法同上) 随后在N2气氛下利用管式炉进行活化 (碳化温度300~700℃) , 酸洗、水洗, 干燥备用。样品分别标记为KMZ-X (Z代表Zn Cl2, X代表活化温度) 。取6 g咖啡渣直接500℃活化得到样品K-500。取6 g咖啡渣与12 g Zn Cl2以上述方法混合后, 500℃活化 (条件同上) , 酸洗、水洗, 干燥备用。样品标记为KZ-500。

1.3 结构表征测试。

氮气吸附-脱附等温线由美国BeckmanCoulter公司的SA3100比表面积分析仪在-196℃下测试。

2 结果与讨论

为了研究多孔碳的结构特征, 对样品在-196℃进行氮气吸附-脱附测试, 将结果列于图1。如图所示, 相对压力小于0.1时, 吸附量的快速上升以及之后的吸附平台表明所制备的多孔碳的结构中具有大量的微孔, 而吸附等温线中所出现的滞后回环 (相对压力在0.4-0.8范围) , 此现象说明有多层吸附发生, 证明其中还存在着一定的介孔, 使得氮气吸附量增加。

从表1的数据来看, 加入C4H6O4Mg后煅烧得到的样品微孔体积要比咖啡渣煅烧后得到的样品的微孔体积大, 而再用活化剂Zn Cl2活化后, 随着煅烧温度的增加微孔体积逐渐增大。温度的增加, 多孔碳的比表面积从704m2/g增加到845m2/g, 而孔容从0.047 cm3/g增加到0.061 cm3/g, 说明不同的煅烧温度可以有效增强活化剂对咖啡渣的活化效果。微孔孔容从0.390cm3/g增加到0.511 cm3/g, 介孔孔容及平均孔径反而减小。如表1所列, 微孔孔容占总孔容的绝大部分, 这说明Na OH作为活化剂所制造出的孔中, 微孔占主导地位。由图2所示, 微孔孔径分布及介孔孔径分布是通过HK方法及BJH方法计算得到。如图2 (a) 所示, 多孔碳的微孔孔径分布主要集中在小于1nm范围内, 介孔孔径分布主要集中在2-5nm之间。说明利用该方法可以制备出多种孔隙结构的碳材料。

3 结论

以咖啡渣为碳质原料, 以Zn Cl2为化学活化剂, 在N2气氛下以不同的煅烧温度煅烧制备多孔碳, 对所得样品进行分析测试。结果表明, 以Zn Cl2为化学活化剂, 咖啡渣为碳质原料可以制备出孔隙结构多样的碳材料, 从数据分析也可看出, 随着煅烧温度的增加, 微孔体积不断增大, 利用BJH法计算的孔的吸附体积也不断增大。

参考文献

[1]王文娟, 多孔碳材料的制备及其电化学性能的研究[D].上海:华东师范大学无机化学专业, 2010, 5:6-12.

[2]席本强, 多孔材料的特性分析[J].科教视野, 2007.23.

[3]吴雪艳等多孔碳材料的制备[J].化学进展, 2012, 24 (2/3) :262-265.

[4]Hu C.-C., K.-H.Chang, M.-C.Lin, Y.-T.Wu, Design and Tailoring of the Nanotubular Arrayed Architecture of Hydrous Ru O2for Next Generation Supercapacitors.[J].Nano Letters, 2006.6 (12) :p.2690-2695.

[5]郑经堂, 张引枝, 王茂章, 多孔炭材料的研究进展及前景[J].化学进展, 1996 (03) :241-250.

[6]Lee J.J.Recent Progress in the Synthesis of Porous Carbon Materials[J].Advanced Materials, 2006, 18 (16) :2073-2094.

[7]韦亚南, 杨修春, 孙海阔, 有序多孔材料的研究进展[J].材料导报, 2006, 20 (F11) :10-13.

[8]M.E.Davis, Ordered porous materials for emerging applications[J].Nature, 2002, 417:813.