活性炭在有機(jī)合成中的作用
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1、蒸汽、氣體活化法。應(yīng)用水蒸氣或二氧化碳在850～900℃將碳活化。
2、化學(xué)活化法。應(yīng)用活化劑放出的氣體，或用活化劑浸漬原料，在低溫處置后都可失掉活性炭。活性炭具有微晶構(gòu)造，微晶排列完全不規(guī)則，晶體中有微孔（半徑小于20［埃］＝10-10米）、過(guò)渡孔（半徑20～1000）、大孔（半徑1000～100000），使它具有很大的內(nèi)表面，比表面積為500～1700米2／克。這決議了活性炭具有良好的吸附性，可以吸附廢水和廢氣中的金屬離子、有害氣體、有機(jī)污染物、色素等。
1. 脫色作用
活性炭最常見(jiàn)的作用是脫色，根據(jù)與極性分析，活性炭可以視為非極性物質(zhì)，可以用來(lái)吸附非極性和小極性色素，適合在大極性溶劑中使用。物質(zhì)中含有的色素大多屬于非極性或小極性色素，所以在常用脫色劑中最常用的就是活性炭，最常用的溶劑是水和醇類(lèi)。一般在需要脫色時(shí)，不需要考慮色素的極性，直接以活性炭脫色，通過(guò)觀察溶液在脫色前后的變化來(lái)判斷脫色效果。
一般的操作過(guò)程如下：
待脫色物質(zhì)加入到一定量溶劑中，加熱全溶，加入一定量活性炭，攪拌一段時(shí)間，熱濾，濾液濃縮。
待脫色物質(zhì)為含有可見(jiàn)色素的固體或液體，以固體居多；溶劑量一般為3-10倍，太少不易操作，在熱濾時(shí)損失大；太多成本過(guò)高，也沒(méi)有必要；溶劑一般為大極性溶劑，甲醇、乙醇和水等，如果脫色后需要結(jié)晶，一般需要篩選出最適合的溶劑；活性炭加入量一般為溶質(zhì)（即待脫色物質(zhì)）的5-10%，視情況可以增減；攪拌時(shí)間一般在30分鐘到2小時(shí)不等，視情況可以增減；濾液視情況處理，如果脫色前后外觀顏色變化不大，可以再加活性炭重復(fù)脫色；如果需要重結(jié)晶，直接冷卻結(jié)晶或適當(dāng)濃縮后冷卻結(jié)晶；如果待脫色物質(zhì)是液體，一般濃縮至干。
2. 除雜
這里的雜質(zhì)主要指不溶物，如無(wú)機(jī)鹽、灰塵和物理雜質(zhì)等，活性炭脫色其實(shí)也屬于除雜，只是脫色除的是有機(jī)可見(jiàn)光吸收雜質(zhì)。除雜的過(guò)程非常簡(jiǎn)單，和脫色過(guò)程類(lèi)似，全溶后加活性炭攪拌后直接過(guò)濾，濃縮。單純除雜其實(shí)可以不加活性炭，直接全溶過(guò)濾即可，加活性炭主要是利用其有助濾的作用，對(duì)過(guò)濾有利。
3. 吸附
吸附主要針對(duì)焦油和粘性雜質(zhì)，這一類(lèi)物質(zhì)如果不加活性炭，直接過(guò)濾則堵塞過(guò)濾介質(zhì)，以活性炭吸附后一般作用明顯。主要利用吸附作用時(shí)，活性炭可以用硅膠或硅藻土代替，區(qū)別不大。通常在活性炭的使用過(guò)程中，活性炭同時(shí)表現(xiàn)出脫色、除雜和吸附三種作用，有色雜質(zhì)進(jìn)入活性炭分子內(nèi)部，焦油和粘性雜質(zhì)存在于活性炭顆粒之間，在過(guò)濾時(shí)活性炭助濾了不溶雜質(zhì)的過(guò)濾過(guò)程。三種作用不可割裂來(lái)看。
在使用活性炭時(shí)，切不可在沸騰的溶液中加入活性炭，那樣會(huì)有暴沸的危險(xiǎn)。用活性炭脫色要待固體物質(zhì)完全溶解后才加入，因?yàn)橛猩s質(zhì)雖可溶于沸騰的溶劑中，但當(dāng)冷卻析出結(jié)晶體時(shí)，部分雜質(zhì)又會(huì)被結(jié)晶吸附，使得產(chǎn)物帶色，所以在使用活性炭脫色時(shí)，要待固體物質(zhì)完全溶解后才加入。活性炭在水中脫色效果最強(qiáng)，在有機(jī)溶劑中脫色效果較弱。攪拌30分鐘至60分鐘后，活性炭的粒徑影響脫色時(shí)間，不同廠家、不同加工方法生產(chǎn)的活性炭脫色效果差異較大:
1.活性炭的一般使用溫度是75到80度。
2.活性炭在水中脫色效果最強(qiáng)，在強(qiáng)極性溶劑中也較好，在非極性溶劑中脫色效果較差。
3.一般在pH3到6使用比較好；
4.一般添加量為1/1000至3；
5.脫色時(shí)間一般為30~60分鐘；
6.活性炭的種類(lèi)和型號(hào)很多，比如糖用炭、油用炭等。選擇適合使用的活性炭。
1.不要在沸騰的溶液中加入活性炭，因?yàn)闀?huì)有沸騰的危險(xiǎn)；
2.只有在固體物質(zhì)完全溶解后，才應(yīng)加入活性炭脫色。雖然有色雜質(zhì)可以溶解在沸騰的溶劑中，但當(dāng)冷卻析出晶體時(shí)，一些雜質(zhì)會(huì)被晶體吸附，使產(chǎn)品產(chǎn)生顏色。因此，只有在固體物質(zhì)完全溶解后，才應(yīng)添加活性炭脫色。
活性炭脫色原理及步驟:
(1)活性炭的使用溫度一般在75-80度之間;
(2)活性炭在水中脫色效果最強(qiáng)，在強(qiáng)極性溶劑中脫色效果也較好，在非極性溶劑中脫色效果較差;
(3)一般在pH 3-6的條件下使用效果較好;
(4)一般情況下，添加量為千分之一到三分之一(或五分之一);
(5)脫色時(shí)間一般為30-60分鐘;
(6)活性炭的種類(lèi)很多，如糖用活性炭和油用活性炭。
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