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生物质炭基磺酸催化合成14-苯基-14H-二苯并【a,j]氧杂蒽的研究

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收 稿 日期 ：２ ０ １ ５ ． ０ ４ ． ２ ８ 作者简介 ：刘 鎏 （ １ ９ ９ ８ ￣） ，男 ，本科 ，初级助理 ；主 要从 事有机催 化的研究。
｝通讯作者 ：阳志高 （ １ ９ ８ １ －） ，男，硕 士；主要 从事有机化学合成等研究 。ｏ ｙ ｚ ｇ １ ７ ９ ０ ２ ０ １ ＠１ ６ ３ ． ｔ ｏ ｍ
第４ ０卷第 ３期
２ ０１ ５年 ９月
广 州 化 学
Ｇｕａ ｎｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｃｈｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ
、 ， ｏ ｌ ＿ ４０ ＮＯ． ３
Ｓｅ ｐ ｔ ． ２ ０１ ５
文章编号： １ ０ ０ ９ — ２ ２ ０ Ｘ（ ２ ０ １ ５ ） ０ ３ － ０ ０ １ ９ － ０ ５
生 物质炭基磺酸催 化合 成 １ ４ ． 苯基． １ ４ Ｈ． 二苯并 ［ ａ ｄ ｌ 氧 杂葸 的研 究
刘 鎏 ， 阳志 高 ， 尹笃林
（ １ ．宁 乡 县 第 一 高 级 中 学 ，湖 南 长 沙 ４ １ ０ ６ ６ ０ ：
２ ．湖南师范大学化学精细催化研 究所 ，湖 南 长沙 ４ １ ０ ０ ８ １ ）
本文 对炭 化产物 和对 应磺 化产 物进 行热 重分 析 ； 分 析条 件 ： 温度 范 围为 ０ ￣８ ０ ０ ￣ Ｃ， 升温速 度 １ ０ ℃／ ｍｉ ｎ ， Ｎ２ 气氛 ，气 流速 度为 ２ ０ｍＬ／ ｍｉ ｎ 。
１ ． ２ 松 皮炭 基磺 酸 的制备 炭化 ：用 托盘 天平称 取 ５ ｇ松 皮置 于 １ ０ ０ ｍＬ圆底 烧瓶 中 ，控 制反 应温 度为 ８ ０ ℃（ ±２ ℃） ，加入 ８ ０ ％的
在无溶剂 的条件下用 Ｈ ｉ ４ ［ Ｎ ａ Ｐ ５ Ｗ３ ｏ Ｏ １ １ ０ ］ 为催化剂等等 。尽管以上报道均取得较好效果，但是都存在催化剂
价格 昂贵 ，产 物 分离 过程 复杂 ，酸 催化 剂对 设备 腐蚀 严 重等 方面 的 问题 ［ １ ０ ］ ，迫切 需 要寻 求高 效 、绿 色 、稳
摘
要 ：以松树 皮为原料 ，通过炭化和磺化得到炭基磺酸 ；以该新型 固体磺酸催化合成 １ ４ ． 苯基． １ ４ Ｈ ．
二苯并【 ａ ｊ ］ 氧杂蒽化合物 ，考察 了催化剂 制备过程 中的炭化 方式 、反应温度 、反应时 间、催化剂 用量
等因素对反应的影响 。 结果表明， 萘酚／ 苯 甲醛 ＝４ － － ｍｍｏ ｌ ： ２ ｍｍｏ ｌ 、 ８ ％ｍｏ ｌ 炭基磺酸催化剂 （ 相 对于醛 ） 、 反应时间为 １ ｈ 、反 应 温度 为 １ ０ ０ ￣ Ｃ，无 溶 剂 条 件 下 收 磺酸 ；氧杂蒽 中图分类号：Ｇ ６ ３ ３ ． ８ 文献标识码 ：Ａ
芳基． １ ４ Ｈ ． 二苯并［ ａ ， ｊ ］ 氧杂蒽类化合物 ，特别是苯并氧杂蒽具有非常广泛的生物活性…，在医药中间
体【 ２ 。 ］ 、染 料 【 ４ Ｊ 、激 光技 术 】 等 方 面都 有广 泛 的应用 ，因此采 用化 学方 法 合成 这些 氧杂 蒽类 化合 物 正越 来越
定 的催化 剂来 代 替 。
本 团 队近 年 来利用 可 再生 生物 质废 弃物 为 原料制 备新 型炭 基磺 酸 的研 究上 取得 一 定 的成果［ ］ ， 通 过来
源广 泛 的松树 皮 制备得 到 炭基磺 酸 ， 并 将其 用于 催化 合成 催化 合成 １ ４ 一 苯基 一 １ ４ Ｈ 二苯 并 ［ ａ ， ｊ ］ 氧杂 葸化 合物 ， 考察 了反 应温 度 、反应 时 间、催化 剂 用量 等条 件对 反应 的影 响 ， 以得 出松 木炭 磺酸 催化 剂催 化合 成 产物 的
最佳 条件 ，实验 证 明该炭 基磺 酸为 一种 高效 、稳 定 的 固体 酸催 化 剂 。
１ 实验
１ ． １ 试剂 与仪 器 无 水 乙醇 、丙酮 、二 氯 甲烷 、Ｄ 一 萘 酚 、苯 甲醛 、８ ０ ％浓 硫酸 、５ ０ ％发烟 硫酸 ，均为 国产 分析 纯 。 Ｓ Ｈ Ｚ — Ｄ（ Ｉ Ｉ Ｉ ） 循 环 水式 真 空泵 （ 郑 州紫 拓仪 器设 备有 限 公司 ） ，ＤＦ 一 １ ０ １ Ｂ集热 式恒 温磁 力 搅拌器 （ 常少 １ ＇ １ ６ Ｕ
受 到科 研 工作 者 的关注 ；传 统 的合 成方 法 以醋 酸为 溶剂 ，在 强质 子 酸催 化 下合成 苯 并氧 杂蒽 化合物 ［ ３ ］ ，近 年来 ，采用 不 同 的新型 酸催 化剂 合成 氧杂 蒽类 化合 物 多有报 道 ：刘迪 等在 无溶 剂 条件 下 ，硫 酸氢 钠为 催化 剂催 化合 成氧 杂 蒽类化 合物 ［ １ ］ ；Ｍｉ ｎ ｏ ｏ Ｄａ ｂ ｉ ｉ 等Ｌ ｆ ５ Ｊ 采用 Ｋ ＡＩ （ Ｓ Ｏ４ ） ２ ・ １ ２ Ｈ ２ Ｏ为 催化 剂 ；Ｍａ ｊ ｉ ｄ Ｍ． Ｈ ｅ ｒ ａ ｖ ｉ 等［ ６ ］
硫 酸进 行炭化 处理 ２ ｈ（ 松 皮／ ｍ硫 酸 ＝１： ５ ） ，炭 化完成 后 ，冷却 ，再 将得 到 的松 木 炭用去 离子 水洗 涤 ，至 洗涤 液 中检测 不到 硫酸 根止 ，烘干 至恒 重 ，置于 干燥 器 内保存备 用 。
Ｐ Ｃ／ Ｐ Ｇ） 。
本文对炭化产物和对应磺化产物进行红外光谱分析 ； 待测样品经过干燥处理 ， 检测条件为 ： Ｄ Ｔ Ｇ Ｓ ／ Ｋ Ｂ ｒ
检 测器 ，波数 范 围从 ４ ０ ０ ０ ｃ ｍ－ 到４ ０ ０ ｃ ｍ～ ，仪器 分辨 率 ４ ｃ ｒ ｎ － ，信 号扫描 累加 ３ ２次 。
２ ０
广 州 化 学
第４ Ｏ 卷
威 实验仪器 厂 ） ，Ｒ Ｅ 一 ５ ２ ９ ９旋转蒸 发仪 （ 上海 耀 裕仪器 厂 ） ，Ｘ Ｐ Ｈ． ２ ０ ０ Ｅ 熔 点测 定仪 （ 上海 比 目仪 器有 限公 司） ，Ａ Ｖ Ａ Ｔ Ａ Ｒ ３ ７ ０ Ｆ Ｔ － Ｉ Ｒ红 外光谱 仪 （ 美 国尼高 力公 司 ） ，差热 热重 差示扫 描量 热仪 （ ＮＥ Ｔ ｚ Ｓ Ｃ Ｈ Ｓ Ｔ Ａ ４ ０ ９

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《2024年生物炭基双效光催化剂的制备及其去除环丙沙星性能的研究》范文

《2024年生物炭基双效光催化剂的制备及其去除环丙沙星性能的研究》范文

《生物炭基双效光催化剂的制备及其去除环丙沙星性能的研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益严重，其中抗生素污染已成为当前研究的热点之一。

环丙沙星（CPX）作为一种广谱抗菌药物，广泛用于人类和动物疾病的治疗，其在环境中的残留已引起广泛关注。

因此，开发高效、环保的光催化剂以去除水中的环丙沙星等抗生素已成为环境保护领域的重要任务。

本文以生物炭基双效光催化剂为研究对象，探讨了其制备方法及其对环丙沙星去除性能的研究。

二、生物炭基双效光催化剂的制备1. 材料与设备本实验所使用的材料包括生物炭、半导体材料等。

实验设备包括光反应器、分光光度计、扫描电子显微镜等。

2. 制备方法本实验采用共沉淀法与煅烧法相结合，将生物炭与半导体材料复合，制备出生物炭基双效光催化剂。

具体步骤包括：将生物炭与半导体材料溶解于同一溶液中，加入沉淀剂进行共沉淀，然后进行煅烧处理，得到生物炭基双效光催化剂。

三、光催化剂去除环丙沙星性能研究1. 实验方法在实验室条件下，以环丙沙星为处理对象，利用制备的生物炭基双效光催化剂进行降解实验。

实验过程中，分别测定不同条件下的降解效率、动力学常数等指标。

2. 结果与讨论实验结果表明，制备的生物炭基双效光催化剂对环丙沙星具有较高的去除性能。

在适宜的光照条件下，光催化剂的降解效率随反应时间的延长而逐渐提高。

此外，实验还发现，光催化剂的制备条件（如生物炭与半导体材料的比例、煅烧温度等）对环丙沙星的去除性能具有显著影响。

通过优化制备条件，可以提高光催化剂的去除性能。

四、性能分析1. 反应机理分析生物炭基双效光催化剂的去除环丙沙星性能与其独特的结构及反应机理密切相关。

在光照条件下，光催化剂能够产生光生电子和空穴，这些活性物种能够与环丙沙星发生氧化还原反应，从而将其降解为低毒或无毒的小分子物质。

此外，生物炭的加入还可以提高光催化剂的吸附性能和稳定性，从而提高其去除性能。

2. 影响因素分析影响生物炭基双效光催化剂去除环丙沙星性能的因素较多，包括光照强度、pH值、反应温度等。

新型生物炭对废水中难降解有机污染物去除的研究进展

新型生物炭对废水中难降解有机污染物去除的研究进展

第29卷第6期江苏理工学院学报JOURNAL OF JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vo l.29，No.6 Dec.，20232023年12月随着工业的发展，含有难降解的、持久性有机污染物（POPs）的工业废水越来越多，传统的混凝反应沉淀等方法，已不能去除这类有机污染物。

采用操作简便、能耗低、环境友好的新型生物炭材料通过吸附-催化等作用降解有机污染物，是近年来新出现的处理技术[1-4]。

采用固体废弃物制备的新型生物炭具有成本低、孔隙率高、比表面积大、官能团丰富和电导率高等优点，具有较强的吸附和催化能力。

新型生物炭的制备原料通常是废弃物，这些原料特点是易得、成本低、可持续供给，能实现废弃生物质的资源化利用，从而降低废水处理成本。

与商业活性炭相比，采用废弃物做原料制备的新型生物炭材料不仅成本低，且对某些有机物，如氟喹诺酮、聚乙烯醇、苯酚、吡虫啉等的去除具有特异性[5]。

本文介绍了以污泥、厌氧发酵的沼渣、农林废弃物、食品废弃物、家禽粪污、含金属废弃物等固体废弃物为原料，制备得到的污泥基生物炭、沼渣生物炭、生物质基生物炭、铁负载生物炭等新型材料，对新型生物炭的制备工艺、结构和理化性质、吸附-催化应用等方面进行概述和总结，最后提出展望。

1制备生物炭的原料1.1污泥基生物炭污泥基生物炭是以生化污泥或工业污泥为原料制备的生物炭。

生化污泥是城镇污水厂的副产物，含有机物多，以及无机盐和少量重金属等，含氮量显著高于其他类型污泥[6]。

由于有机物含量多，因此以生化污泥为原料制备的生物炭通常为具有较大比表面积的多孔材料。

生化污泥中含有Fe、Ca、Al等多种金属元素，制备成的生物炭具有金属相结构和多种催化活性位点[7]，可作为催化剂新型生物炭对废水中难降解有机污染物去除的研究进展耿子韬1，戴雅2，唐悦1，程洁红1（1.江苏理工学院资源与环境工程学院，江苏常州213001；2.杭州上拓环境科技股份有限公司，浙江杭州311100）摘要：利用固体废弃物制备的新型生物炭比表面积大、孔隙结构好，具有吸附和催化能力，可用在废水处理中，尤其是可去除难降解的有机污染物。

无溶剂一锅法三氟乙酸铁高效催化合成14-取代-14-氢-二苯并[a,j]氧杂蒽

无溶剂一锅法三氟乙酸铁高效催化合成14-取代-14-氢-二苯并[a,j]氧杂蒽


２ ０ １ ３ 年 第４ ４ 卷第１ ２ 期
１ 实验 部分
１ ． １ 仪器 与 试 剂
浙｝ 化 工
吸 电子基 （ 如Ｎ Ｏ ： ， 卤素 ， Ｃ Ｎ等 ） 和给 电子基 （ 如
Ｃ Ｈ ， Ｃ Ｈ， Ｏ） 的芳 香 醛 以及 脂 肪 醛 进 行 反 应 ， 以 此 检 测 合 成 方 法 的 适 应 范 围 。 结 果 如 表 １所 示
着 非 常 重 要 的意 义 。
除具 有抗病 毒Ⅲ 、 抗 细菌［ ２ １ 、 消炎［ ３ Ｊ 等活性 外 ， 亦 在
光治疗【 及抗 麻痹Ｉ ｓ ］ 方面有着广 泛的应用 。此外 ，
因其 具 有 独 特 的光 物 理 性 质 ， 可 被 广 泛 地 用 作 染
近 年来 ， 铁 作 为一 颗新 兴之 星 ， 其 催 化 剂 应 用 正 日益 受 到 人 们 关 注 。 由于 铁 元 素 在 自然 界 中 含 量广 ， 相 对其他 过 渡金属 来说 ， 铁 具 有 价 廉 易 得 等优 点 ； 同时 ， 铁 是 生 命 不 可 或 缺 的元 素 ， 具 有 环境 兼 容 性 ， 开 发 其 催 化 应 用 满 足 可 持 续 发 展 的 要 求 ９ １ 。在 本 文 中 ， 将 介 绍 一 种 三 氟 乙酸 铁 在 无 溶 剂条 件下 一锅 法高 效 催化 合成 １ ４ 一 取代 一 １ ４ 一 氢一 二 苯并 ａ ， ｊ ］ 氧 杂 蒽 的方 法 （ 反应 １ ） 。 目前 为 止， 这样 一 种 合 成 方 法 尚未 见 诸 报 道 。
一
１ ０一
Ｚ Ｈ Ｅ Ｊ Ｉ Ａ Ｎ Ｇ Ｃ Ｈ Ｅ ＭＩ Ｃ Ａ Ｌ Ｉ Ｎ Ｄ Ｕ Ｓ Ｔ Ｒ Ｙ
Ｖ ｏ １ ． ４ ４ Ｎ ｏ ． １ ２ （ ２ ０ １ ３ ）
改性生物炭对水中菲和芘的吸附研究

改性生物炭对水中菲和芘的吸附研究

山东农业大学学报(自然科学版),2024,55(2):169-176Journal of Shandong Agricultural University ( Natural Science Edition )VOL.55 NO.2 2024 doi:10.3969/j.issn.1000-2324.2024.02.005改性生物炭对水中菲和芘的吸附研究翟如康1，李文文2*，李研宁2，孙丰霞1**1. 山东农业大学资源与环境学院，山东泰安 2710182. 山东省煤田地质局第五勘探队，山东济南 250100摘要：本文使用氨水对稻壳制备的生物炭（BC）进行了改性修饰，对改性生物炭（MBC）的表面结构和官能团性质进行了表征，采用了红外光谱分析、扫描电子显微镜分析和比表面积分析等方法。

并应用MBC对菲和芘进行了吸附动力学试验、吸附等温试验。

研究表明：（1）与BC相比，MBC增加了N-H官能团，比表面积增大了5.34倍，吸附点位增多；（2）吸附试验结果表明使用准二级动力学更适合描述吸附过程；通过吸附等温试验，发现Freundlich模型能够更准确的描述MBC对菲和芘的吸附过程；（3）MBC投加量对吸附效果影响较大；初始pH范围为3-11，酸性或碱性条件下对吸附效果影响不大。

因此，氨水改性生物炭可望作为去除水体多环芳烃污染的新型吸附材料。

关键词：改性生物炭；多环芳烃；菲；芘；吸附中图法分类号：TU991.2文献标识码： A文章编号：1000-2324（2024）02-0169-08 Adsorption of Phenanthrene and Pyrene in Water by Modified BiocharZHAI Ru-kang1, LI Wen-wen2*, LI Yan-ning2, SUN Feng-xia1**1. College of Resources and Environment/Shandong Agricultural University, Tai'an 271018, China2. The fifth prospecting team of Shandong Coal Geology Bureau, Jinan 250100, ChinaAbstract: We modified the biochar prepared from rice husk, characterized the surface structure and functional group properties of the modified biochar with infrared spectroscopy analysis, scanning electron microscopy analysis and specific surface area analysis and carried out the adsorption kinetic and adsorption isothermal test for phenanthrene and pyrene by applying MBC. It was shown that (1) compared with BC, MBC increased the N-H functional group, the specific surface area increased 5.34 times, and the number of adsorption sites increased; (2) the results of the adsorption tests indicated that the use of quasi-secondary kinetics was more suitable for describing the adsorption process; through the adsorption isotherm tests, it was found that the Freundlich model could describe the adsorption process of MBC on phenanthrene and pyrene more accurately. (3) The dosage of MBC had a large influence on the adsorption effect; the initial pH range was 3-11, and acidic or alkaline conditions had little effect on the adsorption effect.Therefore, ammonia modified biochar is expected to be a new adsorption material for removing polycyclic aromatic hydrocarbon pollution from water.Keywords: Modified biochar; polycyclic aromatic hydrocarbons; phenanthrene; pyrene; adsorption多环芳烃（PAHs）是具有两个或多个苯环的疏水性化合物，它们可分为两类：少于四个环组成的低分子量化合物和四个或更多个环的高分子量化合物［1］。