官能团包括有哪些?
官能团包括羟基、羧基、醚键、醛基、羰基等。
所谓官能团,是决定有机化合物的化学性质的原子或原子团。有机化学反应主要发生在官能团上,官能团对有机物的性质起决定作用,—X、-OH、-CHO、-COOH、-NO2、-SO3H、-NH2、RCO-。
这些官能团就决定了有机物中的卤代烃、醇或酚、醛、羧酸、硝基化合物或亚硝酸酯、磺酸类有机物、胺类、酰胺类的化学性质。
炭黑的表面官能团
1、碳-氧表面基团
在炭黑粒子表面上,生成的含氧基团是最重要的表而基团,它影响着炭黑的理化性能,如湿润性、催化活性以及电化学性能。这些含氧基团分为酸性氧化物、碱性氧化物和中性氧化物二类。当碳与氧在温度达400°C时处理或者在室温碳与氧化溶液接触,则生成酸性氧化物。
这些表面基团的热稳定性较差,在300-800T的情性气氛中或其空条件下热处理时便会分解,析出二氧化碳和水蒸气这些酸性表面基团主要为段基、酚羟基、醍基、内酯基或一氧化碳凝结层,酸性主要来源于氧基。炭黑在氧气中表而成为极性。
当炭黑在1000°C的情性气氛或其空中热处理时,释放岀所有表面复合物,之后冷却至室温,并与氧气接触,此时产生碱性表面氧化物。加坦和威斯认为其碱性氧化物为毗喃酮型结构,它们是些弱碱,能生成盐类,生成的盐可水解。
里文的研究证实,在酸存在下氧化处理过的炭黑表面上存在着阳离子表面点。说明炭黑表面的键合氧可产生正电荷,当然也不排除存在碳-氧键,如酯氧键合的可能,这部分氧在功能也可能参与生成石墨层上的碱性基团。
中性表面氧化物是由产在碳表面上的不饱和区(烯类)X寸氧的不可逆吸附而形成的。氧原了组成—c—C--O—0—C键,在真空热处理时.分解成CO中性表面氧化物比酸性表面氧化物更为稳定。
2、碳-氢表而基团
氢是以化学吸附水、部分羟基、酚基的方式存在于炭黑中,此外,也有少量的氧原子直接键合在碳原子上,构成C-H键。元素分析炭黑中氢含量在0.01^-0.7%(质量分数)范围内.炉法炭黑中,氢含量有随炭黑比表面积降低而增加的趋势。炭黑中的氢集中分布在碳的表面上,仅有少量位于碳的晶格内。
与碳-氧表而复合物相比,碳-氯复合物更为稳定,在惰性气氛或真空中高温热处理时,逸出水和元素氢。当温度约700P时有少量的氢被解吸。在100012001,大量的氧开始解吸。然而,即使在1200T时,仍然有一定比例的化学吸附氢滞留在炭黑内,直至1600°C时,最后残留的吸附氢才会被排出。
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