活性炭作为催化剂和催化剂载体的特性

发布时间:2021/9/3 9:29:24 浏览次数:63
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1.活性炭作为催化剂和催化剂载体的特性

活性炭的导电性来自于其石墨微晶结构,虽然活性炭的微晶堆积是无序的(乱石堆积),导电性有限,但也正是由于这种无序的微品堆积,构成了活性炭孔道结构的多样性、高强度性,以及外观的多样性。活性炭的密度一般在1.0g/cm3左右,因此在溶液介质中容易搅动。活性炭作为催化剂或催化剂载体时具有以下主要特点:

其一,活性炭具有的高比表面积、孔道结构和微晶结构,决定了其可以作为催化剂并具有优异的吸附能力,特别是对苯、甲苯、二甲苯和苯酚等芳香化合物的吸附。近期研究结果表明,活性炭对气体的吸附主要与活性炭的结构相关,因为气体在活性炭上的吸附主要是毛细管凝聚作用,因此活性炭中的微孔对气体物质的吸附起着重要的作用。此外,活性炭的比表面积对活性炭的气体吸附也有重要影响。但是,在液相中的吸附则完全不同,液相物质的吸附则取决于活性炭的表面及表面化学性质。

其二,活性炭丰富的表面化学基团及其可调变性,可以根据催化活性组分或催化活性的要求进行剪裁;活性炭表面炭质具有疏水亲油的惰性,因此有机溶剂对活性炭具有较好的亲和润湿性,这将有利于活性炭在有机介质反应中作为载体负载催化剂活性组分的作用。同时,通过对活性炭进行化学处理,又可使其由“疏水亲油性”变为“疏油亲水性”。

其三,活性炭具有良好的耐酸、碱性,不存在在强碱性与强酸性条件下会溶解的问题。因此,活性炭可以替代铝、硅等的载体,被广泛使用在精细化学品合成中。

其四,活性炭具有良好的离子交换能力:由于活性炭表面有各种基团,活性炭能够像离子交换树脂一样具有对金属离子的交换能力,可以应用于净化水体、回收贵金属等。

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