Sequential surface modification of activated carbon
Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und Habilitationsschriften › Dissertation
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Abstract
In der vorliegenden Arbeit wurde die Oberflächenmodifizierung von Aktivkohle (CSC) untersucht. Die Oberflächenfunktionalisierung umfasste solvothermale Oxidation, Plasmaoxidation, Reduktion mit Lithiumaluminiumhydrid (LiAlH4), Silanisierung mit 3-(Aminopropyl)trimethoxysilan (APTMS), (3-Glycidoxypropyl)trimethoxysilan (GPTMS), (3-Mercaptopropyl)trimethoxysilan (SHMS) und 3-(Trichlorosyiyl)propylmethacrylat (M-Cl) sowie die direkte Kopplung von 4-Fluorphenylhydrazin (FNP) und Phenylhydrazin (BNP) an oxidierte Oberflächen. Zuerst wurde für die Herstellung der funktionalisierten CSCs der Kohlenstoff durch solvothermale und plasmaunterstützte Oxidation mit Ar und O2 oxidiert. Im Gegensatz zu den Standardmethoden der Oberflächenmodifizierung sind die solvothermale und plasmaunterstützte Oxidation neuartige Ansätze für die Oberflächenvorbehandlung bei der Funktionalisierung von Kohlenstoffmaterialien. Im Allgemeinen wird gezeigt, dass die solvothermale Oxidation eine neuartige Strategie ist, bei der die Sicherheit der Handhabung, des konstanten Erhitzens und Rührens sowie bei der Vermeidung von Lösungsmittelverlusten während der Reaktionszeit im Vordergrund stehen. Der plasmaunterstützte Oxidationsprozess hat den Vorteil, dass weniger Zeit in Anspruch genommen wird und dass die Prozessparameter optimiert werden können, um die hydrophobe Rückgewinnung des Materials zu minimieren. Dies bezieht sich auf die Erhaltung der Menge der auf der Kohlenstoffoberfläche erzeugten Sauerstoffeinheiten über einen längeren Zeitraum. Die folgende Oberflächenfunktionalisierung wurde auf zwei verschiedene Arten durchgeführt. Im ersten Versuch wurde LiAlH4 verwendet, um mehr Hydroxylgruppen (-OH) zu erhalten, die für die Kopplungsreaktion zwischen anorganischem Kohlenstoff und Organosilanen (APTMS, GPTMS, SHMS und M-Cl) erforderlich sind. Im zweiten Versuch werden Hydrazine als Kopplungsmittel auf carbonylreichen Oberflächen eingesetzt, die durch Nassoxidationsverfahren hergestellt wurden. Ein Endziel war die Verwendung von Organosilan-funktionalisierten (APTMS und GPTMS) Kohlenstoffen. Aus diesem Grund wurde den funktionalisierten Kohlenstoffen ein Bisphenol-A-Diglycidylether zugesetzt, um die geringste Menge zu ermitteln, die zur Herstellung stabiler Verbundwerkstoffe erforderlich ist. Die mechanischen Eigenschaften der Kohlenstoff-Epoxid-Verbundwerkstoffe wurden anhand des Dreipunkt-Biegetests analysiert.
Details
Titel in Übersetzung | Sequentielle Oberflächenmodifikation von Aktivkohle |
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Originalsprache | Englisch |
Qualifikation | Dr.mont. |
Gradverleihende Hochschule | |
Betreuer/-in / Berater/-in |
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Status | Veröffentlicht - 2024 |