活性炭表面基团的定性和定量分析

doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.022

高等学校化学学报 ›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (03): 548.doi: 10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.022

活性炭表面基团的定性和定量分析

李娜¹, 朱健², 查庆芳¹

1. 中国石油大学(华东)化学工程学院, 青岛 366555;
2. 苏州大学材料与化学化工学部, 苏州 215123

收稿日期:2011-08-25 出版日期:2012-03-10 发布日期:2012-03-10
通讯作者: 查庆芳, 男, 教授, 主要从事新型碳材料的开发和重质油加工的相关研究. E-mail:upcqfzha@gmail.com
基金资助:
国家重质油重点实验室开放基金(批准号: SKLVP201102008)资助.

Quantitative and Qualitative Analyses of Oxygen-containing Surface Functional Groups on Activated Carbon

LI Na¹, ZHU Jian², ZHA Qing-Fang¹

1. College of Chemical Engineering, China University of Petroleum, Qingdao 366555, China;
2. College of Chemistry, Chemical Engineering and Materials Science, Soochow University, Suzhou 215123, China

Received:2011-08-25 Online:2012-03-10 Published:2012-03-10

摘要/Abstract

摘要：

利用过硫酸铵对石油焦基活性炭进行了氧化处理, 并使用元素分析、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、带质谱检测的程序升温脱附(TPD-MS)、 X射线光电子能谱(XPS)和X射线吸收近边结构(XANES)等方法对样品进行了分析和表征, 并对不同表征方法所得结果进行了对比分析. 结果表明, 元素分析所得结果与TPD-MS分析结果较吻合, XPS和XANES分析所得含氧量结果偏小.

关键词: 活性炭, 含氧基团, 定量分析, TPD-MS

Abstract:

The petroleum coke based activated carbon was oxidized by ammonium persulfate. The type and distribution of oxygen-containing surface functional groups(OCFGs) on activated carbon before and after oxidation was monitored using elementary analysis, FTIR spectrometry, temperature-programmed desorption coupled with mass spectrometry(TPD-MS), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS), and X-ray absorption near edge structure(XANES) spectroscopy. The results obtained from these methods were compared with each other. It was found that using the TPD-MS method currently reported in the literature to quantify various OCFGs on the carbon surface on the basis of TPD-CO₂ and TPD-CO profiles is significantly superior to the others due to its good accuracy and reproduction along with simple experimental conditions. Both of the concentration of OCFGs obtained by XPS and XANES methods are under the estimated ones.

Key words: Activated carbon, Oxygen-containing functional group, Quantitative analysis, Temperature-programmed desorption coupled with mass spectrometry(TPD-MS)

中图分类号:

O647
TQ424.1

TrendMD:

李娜, 朱健, 查庆芳. 活性炭表面基团的定性和定量分析. 高等学校化学学报, 2012, 33(03): 548.

LI Na, ZHU Jian, ZHA Qing-Fang. Quantitative and Qualitative Analyses of Oxygen-containing Surface Functional Groups on Activated Carbon. Chem. J. Chinese Universities, 2012, 33(03): 548.

参考文献

[1] Daud W. M. A. W., Houshamnd A. H.. J. Nat. Gas Chem.[J], 2010, 19(3): 267-279
[2] Figueiredo J. L., Pereira M. F. R., Freitas M. M. A., Orfao J. J. M.. Carbon[J], 1999, 37(9): 1379-1389
[3] Figueiredo J. L., Pereira M. F. R.. Catal. Today[J], 2010, 150(1/2): 2-7
[4] Boehm H. P.. Carbon[J], 1994, 32(5): 759-769
[5] Lemus-Yegres L. J., Such-Basáez M.C., Román-Martínez M.C., Salinas-Martínez C.. Appl. Catal. A: Gen.[J], 2007, 331: 26-33
[6] Moreno-Castilla C., López-Ramón M. V., Carrasco-Marín F.. Carbon[J], 2000, 38(14): 1995-2001
[7] Boehm H. P., Diehl E., Heck W., Sappok R.. Angew. Chem. Int. Ed.[J], 1964, 3(10): 669-677
[8] Montes-Morán M. A., Suárez D., Menéndez J. A., Fuente E.. Carbon[J], 2004, 42(7): 1219-1225
[9] Almarri M., Ma X. L., Song C. S.. Energ. Fuel.[J], 2009, 23(8): 3940-3947
[10] Zhou A. N., Ma X. L., Song C. S.. J. Phys. Chem. B[J], 2006, 110(10): 4699-4707
[11] Li Y. H., Lee C. W., Gullett B. K.. Fuel[J], 2003, 82(4): 451-457
[12] Cho H. H., Wepasnick K., Smith B. A., Bangash F. K., Fairbrother D. H.. Langmuir[J], 2009, 26(2): 967-981
[13] Zhou J. H., Sui Z. J., Zhu J., Li P., Chen D., Dai Y. C., Yuan W. K.. Carbon[J], 2007, 45(4): 785-796
[14] Figueiredo J. L., Pereira M. F. R., Freitas M. M. A., rfo J. J. M.. Ind. Eng. Chem. Res.[J], 2006, 46(12): 4110-4115
[15] Kim K., Zhu P., Li N., Ma X. L., Chen Y.. Carbon[J], 2010, 49(5): 1745-1751
[16] Kohl S., Drochner A., Vogel H.. Catal. Today[J], 2010, 150(1/2): 67-70
[17] Gorgulho H. F., Mesquita J. P., Gonalves F., Pereira M. F. R., Figueiredo J. L.. Carbon[J], 2008, 46(12): 1544-1555
[18] Marsh H., Foord A. D., Mattson J. S., Thomas J. M., Evans E. L.. J. Colloid Interf. Sci.[J], 1974, 49(3): 368-382
[19] Lee W. H., Lee J. G., Reucroft P.. J. Appl. Surf. Sci.[J], 2001, 171(1/2): 136-142
[20] Salame I. I., Bandosz T. J.. J. Colloid Interf. Sci.[J], 2001, 240(1): 252-258
[21] Domingo-García M., López Garzón F. J., Pérez-Mendoza M.. J. Colloid Interf. Sci.[J], 2002, 248: 116-122
[22] Li N., Ma X. L., Zha Q. F., Kim K., Cheng Y. S., Song C. S.. Carbon[J], 2011, 50(49): 5002-5013

活性炭表面基团的定性和定量分析

Quantitative and Qualitative Analyses of Oxygen-containing Surface Functional Groups on Activated Carbon

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[2]	张怡萌, 张慧欣, 刘洋. 外泌体生物分析及其临床应用研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(11): 2306.
[3]	刘艳华, 金璐, 薛北辰, 郭玉鹏. 沥青改性稻壳基活性炭的制备及电化学性能[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(6): 1242.
[4]	高俊, 胡辉, 刘雪岩. 改性蓝藻基活性炭的制备及常压下对CO₂的捕集性能[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(2): 284.
[5]	王丹凤, 杨海燕, 宁月生, 赵斌元. 氢气热处理活性炭表面模板法生长立方多孔银[J]. 高等学校化学学报, 2017, 38(9): 1503.
[6]	刘子乐, 曾泽泉, 杨洁杨, 崔燕, 武爱莲, 李哲, 黄张根. 表面改性活性炭活化过硫酸盐降解苯酚[J]. 高等学校化学学报, 2017, 38(7): 1241.
[7]	张荣斌, 仝塞, 杨金美, 唐纤秾, 黄传庆, 王学文, 冯刚, 蔡建信. 石墨烯负载镍催化CO₂加氢甲烷化[J]. 高等学校化学学报, 2017, 38(12): 2255.
[8]	张园园, 李芬培, 刘香晴, 陈海燕, 骆荧, 井利红, 陆嘉星, 张贵荣. 铂/聚邻甲基苯胺/碳材料掺杂碳糊电极对甲醇的催化氧化[J]. 高等学校化学学报, 2017, 38(12): 2320.
[9]	高烨, 王威, 庞丽云, 曹礼媛, 郭玉鹏, 赵纯. 一步法制备糖蜜基活性炭及其界面吸附行为[J]. 高等学校化学学报, 2017, 38(12): 2156.
[10]	彭辉, 周友, 郝建薇, 李茁实, 邹红飞. 负载金属氧化物活性炭对阻燃橡胶硫化、燃烧及热老化性能的影响[J]. 高等学校化学学报, 2015, 36(12): 2569.
[11]	卢淼, 刘建允, 王世平, 程健. 磺化石墨烯/活性炭复合电极的制备及其不对称电容器脱盐[J]. 高等学校化学学报, 2014, 35(7): 1546.
[12]	程晓光, 赵基钢, 王雷, 任若凡, 杨恒华, 沈本贤. 表面含氧基团对AuCl₃-CuCl₂/C双组分非汞催化剂催化性能的影响[J]. 高等学校化学学报, 2014, 35(3): 582.
[13]	高继超, 齐力, 王宏宇. 电化学石英晶体微天平研究高氯酸钠水溶液中防冻添加剂对活性炭电极储存离子的影响[J]. 高等学校化学学报, 2014, 35(3): 608.
[14]	高继超, 殷娇, 齐力, 王宏宇. 电化学石英晶体微天平研究高氯酸钠水溶液中活性炭电极的离子存储行为[J]. 高等学校化学学报, 2013, 34(7): 1743.
[15]	袁剑, 张波, 汤明慧, 卢晗锋, 陈银飞. 苯乙酮氢转移反应中ZrO₂ /MCM-41和 ZrO₂ /AC的催化性能对比[J]. 高等学校化学学报, 2012, 33(06): 1326.