生物炭如何羧基

‘壹’ 有机合成 引入醛基和羧基的几种方法 增减碳链的几种方法 需要高中可能用到的全部方法 另外丁二烯与氯

高中阶段引入醛基的方法有：R-CH2OH（伯醇）的催化氧化；乙炔与水加成可得乙醛；RCH=CHR被高锰酸钾氧化；RCHX2水解；不过后面3种如果高考考到的话会给信息的。
羧基的引入：酯的水解；醛基的氧化；苯的同系物被高锰酸钾氧化（连接苯环的C要有至少一个H）；
 如何增加或减少碳链？
增加：
① 酯化反应醇分子间脱水(取代反应)生成醚 ③加聚反应 ④缩聚反应 
⑤ C=C或C≡C和HCN加成等  
减少： 
① 水解反应：酯水解，糖类、蛋白质(多肽)水解 ② 裂化和裂解反应； ③ 脱羧反应； 
④ 烯烃或炔烃催化氧化(C=C或C≡C断开)等

‘贰’ 活性炭的主要成分是什么

主要成分是：碳元素，氧元素和氢元素。

活性炭，是黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形碳，也有排列规整的晶体碳。

活性炭中除碳元素外，还包含两类掺和物：一类是化学结合的元素，主要是氧和氢，这些元素是由于未完全炭化而残留在炭中，或者在活化过程中，外来的非碳元素与活性炭表面化学结合；

另一类掺和物是灰分，它是活性炭的无机部分，灰分在活性碳中易造成二次污染。活性炭由于具有较强的吸附性，广泛应用于生产、生活中。

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活性炭特性：

化学特性：

活性炭的吸附除了物理吸附，还有化学吸附。活性炭的吸附性既取决于孔隙结构，又取决于化学组成。

活性炭不仅含碳 ，而且含少量的化学结合、功能团开工的氧和氢，例如羰基、羧基、酚类、内酯类、醌类、醚类。

这些表面上含有的氧化物和络合物，有些来自原料的衍生物，有些是在活化时、活化后由空气或水蒸气的作用而生成。

有时还会生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含矿物质集中到活性炭里成为灰分，灰分的主要成分是碱金属和碱土金属的盐类，如碳酸盐和磷酸盐等。

机械特性：

1、粒度：采用一套标准筛筛分法，求出留在和通过每只筛子的活性炭重量，表示粒度分布。

2、静观密度或堆密度：应是孔隙容积和颗粒间空隙容积的单位体积活性炭的重量。

3、体积密度和颗粒密度：应是孔隙容积而不应是颗粒间空隙容积的单位体积活性炭的重量。

4、强度：即活性炭的耐破碎性。

5、耐磨性：即耐磨损或抗磨擦的性能。

这些机械性质直接影响活性炭应用，例如：密度影响容器大小；粉炭粗细影响过滤；粒炭粒度分布影响流体阻力和压降；破碎性影响活性炭使用寿命和废炭再生。

‘叁’ 求助如何在碳材料上添加羟基或者羧基等基团

单纯的碳，先跟cl2反应，生成ccl4再和氢氧化钠反应就可以加上羟基，羧基的话就是加醋酸喽。

‘肆’ 活性炭表面化学结构的分析表征

活性炭上的主要杂原子是氧原子，最常见的官能团为羧基、内酯基、羟基和酚羟基。这些基团使活性炭在水中呈两性。利用这种酸碱特性可以测定出表面的含氧基团。
(l)Boehm滴定法它根据不同强度的碱性与酸性表面氧化基团反应的可能性对含氧官能团进行定性与定量分析。一般认为，NaHCO3(pK=6.37) 仅中和炭表面的羧基，NazCO3(pK=10.25)可中和炭表面的羧基及内酯基，而NaOH (pK=15.74) 可中和炭表面的羧基、内酯基和酚羟基。根据碱消耗量的不同，可计算出相应的官能团的量。
(2)零电荷点PZC水溶液中固体表面净电荷为零时的pH值，称为零电荷点PZC (point of zero charge), PZC 为表征活性炭表面酸碱性的一个重要参数。而IEP为水溶液中固体表面电势为零时的PH值，称为等电点(soelectric point) 。如果不存在除H+, OH-之外的吸附离子，则pHpzc=pHiEp。如果发生非电势决定离子的特殊吸附，则两者向相反的方向偏移。PZC与活性炭酸性表面氧化物特别是羧基有密切的关系，它与Boehm滴定存在着很好的相关关系。IEP一般通过电泳法测定。有研究认为通过电泳法测得的lEP为活性炭的外表面特征，由于OH- 和H+比活性炭的微孔要小。因此，通过滴定法测定出的PZC，对应的是活性炭的全部表面或绝大部分表面特征。
(3) X射线光电子能谱XP Sxps (天ray photoelectron spectros)是一种有效的监测表面化学结构的分析手段，采用Gaussion/Lorent;zian 函数所得谱图进行曲线拟合，该技术依据爱因斯坦的光电效应来测定表面元素的原子的价电子或内层电子的结合能。原子被高能x射线轰击，能发射出的电子或内层电子的结合能。原子被高能X射线轰击，能发射出的光电子其平均逃逸深度为0.5~2nm，故只能探测位于表面的物种。其主要用途是用于测定由表面元素引起发射光电子的结合能发生位移的化学环境的变化。通过对特定的原子的键能进行扫描不仅可以定量测定样品表面的元素组成，而且可以分析元素的结合形式。
(4)傅里叶变换红外光谱法FT-IR 红外光谱可以测量分子的转动态和振动态，从而可以得出关于被吸附物质中心及被吸附物质表面之间键合的性质。由于活性炭为黑色，对红外辐射吸收强，同时表面不均匀的物理结构又加大了红外光的散射，而且极易于采用红外光谱分析。而傅里叶变换红外技术(Four;ertransform infrared, spectros, FT-IR)，由于采取了干涉光装置，来启全光谱的辐射在整个扫描期间始终照射在检测器上，使光通量增大，分辨率提高。FT-IR 偏振性较小，可以累加多次，快速扫描后进行记录。己成为活性炭表面官能团定性分析的有力工具。
(5) 热重分析 根据不同官能团的热稳定性不同，在惰性气体中热分析，得到样品失重的微分曲线和积分曲线。失重曲线可间接反映出活性炭的表面结构尤其是表面官能团的种类。
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‘伍’ 活性炭在日常生活中的用处有哪些

活性炭可以吸附室内的甲醛以及其它的有害气体分子，同时还具有去毒、吸味、除臭、祛湿、防霉、杀菌、净化等综合功能。但是使用活性炭时一定要记得定时的晾晒与更换，否则会变成室内新的污染源。如果大家想清楚室内甲醛，下面几种方法值得参考。

1、植物是大自然提供给我们除甲醛的最佳产物，市面上较为推崇的有：绿萝、吊兰、常青藤、芦荟。这些植物都是集美貌与才华于一身，既能装饰家里，又能净化空气。

‘陆’ 如何把羧基转（-cooH）化成甲基(-cH3)

羧基转化为甲基是比较麻烦的。

首先，羧基用四氢铝锂还原为羟甲基；然后羟甲基用对甲苯磺酰氯处理，得到对甲苯磺酸酯；
最后用四氢铝锂还原，得到甲基。 -COOH ===> -CH2OH ===> -CH2OTs ===> -CH3

或者：先将羧基还原成醇，再消去羟基，成为烯烃，再加成H2，就可以变成甲基了

具体问题具体分析

‘柒’ 活性炭怎么处理污水

有粉末炭和粒状炭之分，前者用于废水处理，通常采用混悬接触吸附的方式；后者用于废水处理，则采用过滤——吸附的方式。处理系统有两种：一是用活性炭直接处理二级处理出水；二是二级处理出水经化学澄清、去除营养物、过滤以后用粒状炭吸附。

应用粒状活性炭床，必须对废水进行预处理，去除油脂，减少悬浮固体,使悬浮物含量少于50毫克/升,以免堵塞炭层、增加水头损失，并避免频繁地进行反冲洗。
粉末活性炭处理法又称生物-物理处理法、 投料曝气法和加粉末炭曝气法。它是在的基础上将粉末活性炭投入曝气池，这样既充分利用了废水处理设备，又提高了处理效果。
用这种方法去除污染物，一般认为是吸附和微生物氧化分解的协同作用。活性炭的大量微孔吸附了有机物和废水中的氧气，为微生物群的生长繁殖提供了高浓度的营养源，而微生物代谢过程中产生的酶和辅酶又被吸附和富集在活性炭的微孔中，加之炭上微生物和有机物接触时间较长，使难以降解的有机物也有可能经生物氧化而分解。粉末活性炭处理法一般包括三个步骤：①剧烈混和,使炭迅速分散到污水中；②接触吸附和氧化,使炭悬浮在污水中进行混悬吸附和氧化；③液-固分离,将炭从污水中分离出来，然后进行再生。
此法优点是：①处理效果好而且比较稳定；②提高了微生物对有机毒物和重金属的抗性；③产生有凝聚力的炭体和微生物,形成坚实和稠密的污泥,改善了活性污泥法的操作条件；④活性炭能吸附表面活性物质，解决了曝气池中的起泡沫问题；⑤能用于处理成分复杂、浓度和水量多变的废水；⑥粉末炭成本低。但因粉末炭再生困难，至今尚未应用于实际。1972年用流化床再生炉再生粉末活性炭试验成功，为粉末活性炭的应用提供了条件。
粉末活性炭用于废水处理的最新技术是单级接触系统，即混和、接触反应、重力沉淀在同一个设备中完成，炭在设备中的停留时间为2～5天。这样便于微生物活动，提高了处理效果。
在污泥消化池中投加一定量的粉末活性炭，能加速污泥沉淀，净化返回到水处理系统的上清液，提高水处理系统的效率。此外，还可促进污泥固体的分解，消除恶臭，提高设备的生产能力。

‘捌’ 活性炭的用途有哪些

活性炭是一种经特殊处理的炭，将有机原料（果壳、煤、木材等）在隔绝空气的条件下加热，以减少非碳成分（此过程称为炭化），然后与气体反应，表面被侵蚀，产生微孔发达的结构（此过程称为活化）。

由于活化的过程是一个微观过程，即大量的分子碳化物表面侵蚀是点状侵蚀，所以造成了活性炭表面具有无数细小孔隙。活性炭表面的微孔直径大多在2～50nm之间，即使是少量的活性炭，也有巨大的表面积，每克活性炭的表面积为500~1500m2，活性炭的一切应用，几乎都基于活性炭的这一特点。

（1）处理含油污水

吸附法进行油水分离是利用亲油性材料，吸附废水中的溶解油及其它溶解性有机物。最常用的吸油材料是活性炭，可吸附废水中的分散油、乳化油和溶解油。由于活性炭对油的吸附容量有限（一般为30～80mg/g)），成本高，再生困难，通常只用作含油废水多级处理的最后一级处理，出水含油质量浓度可降至0.1～0.2mg/L。

由于活性炭对水的预处理要求高，而且活性炭的价格昂贵，因此在废水处理中，活性炭主要用来去除废水中的微量污染物，以达到深度净化的目的。炼油厂含油废水，先经隔油、气浮和生物处理，再经砂滤和活性炭过滤深度处理。废水的含酚量从0.1 mg/L（经生物处理后）降至0.005mg/L，含氰量从0.19mg/L降至0.048mg/L，COD从85mg/L降至18mg/L。

（2）处理染料废水

染料废水成分复杂、水质变化大、色度深、浓度大，处理困难。处理方法主要有氧化、吸附、膜分离、絮凝、生物降解等。这些方法各有优缺点，其中活性炭能有效地去除废水的色度和COD。活性炭处理染料废水在国内外都有研究，但大多数是和其它工艺耦合，活性炭吸附多用于深度处理或将活性炭作为载体和催化剂，单独使用活性炭处理较高浓度染料废水的研究很少。

活性炭对染料废水有良好的脱色效果。染料废水的脱色率随温度的升高而增加，而pH值对染料废水的脱色效果没有太大的影响。在最佳吸附工艺条件下，酸性品红、碱性品红废水的脱色率均＞97%，出水的色度稀释倍数≤50倍，COD<50mg/L，达到国家一级排放标准。

（3）处理含汞废水

重金属污染物中以汞的毒性最大，当汞进入人体内，就会破坏酶和其它蛋白质的功能并影响其重新合成。活性炭有吸附汞和含汞化合物的性能，但吸附能力有限，只适宜于处理含汞量低的废水。如果含汞的浓度较高，可以先用化学沉淀法处理，处理后含汞约1mg/L，高时可达2~3mg/L，然后再用活性炭做进一步的处理。

（4）处理含铬废水

活性炭表面存在大量的含氧基团如羟基（－OH）、羧基（－COOH）等，它们都有静电吸附功能，对六价铬产生化学吸附作用，能有效地吸附废水中的六价铬，吸附后的废水可达到国家排放标准。

利用活性炭处理含铬废水是活性炭对溶液中六价铬的物理吸附、化学吸附、化学还原等综合作用的结果。活性炭处理含铬废水，吸附性能稳定，处理效率高，操作费用低，有一定的社会效益和经济效益。因此，用活性炭处理含铬废水已得到广泛应用。

（5）催化和负载催化剂

石墨化炭和无定型炭是活性炭晶型的组成部分，因为具有不饱和键，所以表现出类似结晶缺陷的功能。活性炭因为结晶缺陷的存在而被作为催化剂广泛应用，同时，因为其具有大的比表面积及多孔结构，活性炭还被广泛用作催化剂载体。

‘玖’ 活性炭的简单制作方法

活性炭生产过程大致分为：炭化→冷却→活化→洗涤等一系列工序精制而成。活性炭生产成品外形大致分为：颗粒、柱状、粉状等。

用木柴烧制成木炭，后敲成约为1cm3的小块木炭，将小块木炭装入干净细尼龙网袋内，扎往袋口，然后放入盛有5%的碳酸钠溶液的家用高压锅或医用高压锅内，高压煮沸约30分钟，以洗出油质和疏通木炭内微了孔。

为防止木炭浮于碳酸钠溶液上，可在尼龙袋外系一块干净的石块坠住。煮后用清水漂洗木炭二次，以除去油质，再放入5%的碳酸钠溶液中高压煮沸约30分钟，取出后用80℃左右的清水漂洗三次，以洗净油质和少量碳酸钠。

最后再用清水高压煮沸约30分钟进一步疏通木炭内微细孔；取出晾干即得活性炭，使用前再烘烤一下以达最佳效果。此法制得活性炭的吸附能力远超过木炭。用过的活性炭也可用此法进行再生。

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过滤原理

活性炭过滤器是将水中悬浮状态的污染物进行截留的过程，被截留的悬浮物充塞于活性炭间的空隙。滤层孔隙尺度以及孔隙率的大小，随活性炭料粒度的加大而增大。即活性炭粒度越粗，可容纳悬浮物的空间越大。

吸附原理

根据吸附过程中活性炭分子和污染物分子之间作用力的不同，可将吸附分为两大类：物理吸附和化学吸附（又称活性吸附）。在吸附过程中，当活性炭分子和污染物分子之间的作用力是范德华力（或静电引力）时称为物理吸附； 当活性炭分子和污染物分 子之间的作用力是化学键时称为化学吸附。物理吸附的吸附强度主要与活性炭的物理性质有关，与活性炭的化学性质基本无关。

吸附特性

活性炭吸附法是利用多孔性的活性炭，使水中一种或多种物质被吸附在活性炭表面而去除的方法，去除对象包括溶解性的有机物质，合成洗涤剂、微生物、病毒和一定量的重金属，并能够脱色、除臭、空气净化。

化学特性

活性炭的吸附除了物理吸附，还有化学吸附。活性炭的吸附性既取决于孔隙结构，又取决于化学组成。

活性炭不仅含碳 ，而且含少量的化学结合、功能团开工的氧和氢，例如羰基、羧基、酚类、内酯类、醌类、醚类。这些表面上含有的氧化物和络合物，有些来自原料的衍生物，有些是在活化时、活化后由空气或水蒸气的作用而生成。

有时还会生成表面硫化物和氯化物。在活化中原料所含矿物质集中到活性炭里成为灰分，灰分的主要成分是碱金属和碱土金属的盐类，如碳酸盐和磷酸盐等。

‘拾’ 活性炭有哪些功能与作用

活性炭的功能与作用：用于制造防毒面具，后来活性炭的作用主要是用于自来水厂用活性炭脱臭。活性炭的应用非常广泛。

比如：糖的脱色，军用防毒面具，香烟过滤嘴，空气净化器，自来水厂水处理，饮用水净化，解毒，醒酒，治理放射元素污染，降低土壤中残留农药，调理土壤性能，治理室内甲醛，蔬菜保鲜，等等。

在一个米粒大小的活性炭颗粒中，微孔的内表面积可能相当于一个客厅面积的大小。正是这些高度发达，如人体毛细血管般的孔隙结构，使活性炭拥有了优良的吸附性能。

(10)生物炭如何羧基扩展阅读：

性炭表面存在大量的含氧基团如羟基（-OH）、羧基（-COOH）等，它们都有静电吸附功能，对六价铬产生化学吸附作用，能有效地吸附废水中的六价铬，吸附后的废水可达到国家排放标准。

利用活性炭处理含铬废水是活性炭对溶液中六价铬的物理吸附、化学吸附、化学还原等综合作用的结果。活性炭处理含铬废水，吸附性能稳定，处理效率高，操作费用低，有一定的社会效益和经济效益。因此，用活性炭处理含铬废水已得到广泛应用。