Химические свойства двойной связи активированного угля: бромирование и нуклеофильное замещение

Abstract

Проведено бромирование различных типов активированных углей жидким бромом и раствором брома в KBr (KBr3). Методами химического анализа, термогравиметрии, термодесорбционной масс-спектрометрии, титрования по Боему показано, что бромирование жидким бромом независимо от образца активированного угля ведет к присоединению 0,5–0,6 моль/кг брома, что в 1,1–1,8 раза больше, чем при бромировании с помощью KBr3, и практически не сопровождалось окислением поверхности. Обработка активированного угля KBr3 кроме присоединения брома сопровождается интенсивным (до 1,5 моль/кг) образованием фенольных групп. Установлено, что обработка бромированных образцов бензиламином ведет к практически полному замещению брома остатками бензиламина. Предложена схема превращений, основанная на представлениях о наличии в поверхностном слое активированного угля группировок –НС=СН–, по химическим свойствам близких к двойной связи ряда дифенилэтилена.

Проведено бромування різних типів активованого вугілля рідким бромом і розчином брому в KBr (KBr3). Методами хімічного аналізу, термогравіметрії, термодесорбційної мас-спектрометрії, титрування за Боемом показано, що бромування рідким бромом незалежно від зразка активованого вугілля веде до приєднання 0,5–0,6 моль/кг брому, що в 1,1–1,8 рази більше, ніж при бромуванні за допомогою KBr3 і практично не супроводжується окисненням поверхні. Обробка активованого вугілля KBr3 крім приєднання брому супроводжується інтенсивним (до 1,5 моль/кг) утворенням груп енольного типу. Встановлено, що обробка бромованих зразків бензиламіном веде до практично повного заміщення брому залишками бензиламіну. Запропоновано схему перетворень, базовану на уявленнях про наявність в поверхневому шарі активованого вугілля груп типу –НС=СН–, за хімічними властивостями близьких до подвійного зв’язку ряду дифенілетілену.

Different activated carbons were brominated by liquid bromine and KBr3 aqueous solution. The chemical analysis, thermogravimetry, thermodesorption mass-spectrometry and Boehm-titration were used for samples analysis. It has been found out that loading bromine groups is independent from the nature of the activated carbons. Bromination with aqueous solution of KBr3 is accompanied by intensive formation of phenolic groups (up to 1,5 mol/kg) and gives 0.4–0.5 mol/kg loading of bromine group on the surface. At the same time, bromination with liquid bromine gives 0,5–0,6 mol/kg bromine groups and is not accompanied by surface oxidation. It has been revealed that treatment of brominated carbons with benzilamine leads to complete substitution of bromine. The obtained data allow to suggest that conjugated double bonds (chemically similar to double bond of dyphenylethelene) are existing on the surface of the majority of activated carbons.