活性炭催化分解過氧化氫

　　動力學研究(jiu)(jiu)(jiu)活性(xing)(xing)炭催化(hua)分解(jie)過氧(yang)(yang)化(hua)氫。實驗研究(jiu)(jiu)(jiu)了反(fan)應物濃度和(he)(he)(he)溫度的影響。動力學數據通過初(chu)始反(fan)應速率(lv)的差異方法進行評估。過氧(yang)(yang)化(hua)氫由于分子的高反(fan)應性(xing)(xing)和(he)(he)(he)反(fan)應中(zhong)間(jian)體(ti)的氧(yang)(yang)化(hua)能(neng)(neng)力(DCPH)催化(hua)分解(jie)研究(jiu)(jiu)(jiu)廣(guang)泛應用于均相(xiang)和(he)(he)(he)非均相(xiang)。在(zai)固體(ti)表面，不同的氧(yang)(yang)化(hua)態(tai)和(he)(he)(he)/或形成(cheng)絡(luo)合物可能(neng)(neng)發生(sheng)在(zai)堿性(xing)(xing)或還原性(xing)(xing)活性(xing)(xing)位(wei)點(dian)或與金屬(shu)離子有(you)關的位(wei)置，如鐵、錳、銅(tong)、鈷和(he)(he)(he)釩(fan)。

　　過氧化氫實(shi)驗部分活性炭催化分解(jie)

　　實驗(yan)采用過氧化(hua)氫(qing)30%、活性炭碘值1000、亞甲藍21、35、表征官能團。x10 -1m當量克-1，內酯2，44×10 -1 meq g -1，苯(ben)酚1,51×10 -1 meq g -1.基化(hua)合物1，24×10 -2meq g -1.總(zong)堿性基團1.12meqg-1。

　　方法

　　過氧(yang)化氫反應(ying)在溫(wen)度控制的雙(shuang)壁玻璃池中進行。然后用差壓傳感器測(ce)量(liang)氣壓。為了(le)計算時(shi)間函(han)數(shu)產生(sheng)的分子氧(yang)量(liang)，校正(zheng)壓力數(shu)據，考慮氣體的水蒸氣壓力、氧(yang)溶解(jie)度和亨利常數(shu)作為溫(wen)度函(han)數(shu)。

　　反(fan)應混合物始終保持在50歲mL。過(guo)氧化氫(qing)的(de)反(fan)應始于(yu)加入與活性碳水混合物相(xiang)同(tong)的(de)過(guo)氧化氫(qing)溶(rong)液(ye)。

　　為了獲得更多關于活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭化(hua)學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)質的信息(xi)，研(yan)究了其(qi)酸(suan)性(xing)(xing)(xing)(xing)、堿性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)氧(yang)(yang)化(hua)還(huan)原性(xing)(xing)(xing)(xing)質的溶液(ye)pH影響過氧(yang)(yang)化(hua)氫中活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭表(biao)(biao)面(mian)(mian)的化(hua)學(xue)修飾。 。反應混(hun)合物和(he)過氧(yang)(yang)化(hua)物的濃度為0.100mol L固定組(zu)合物-1和(he)CAT等(deng)于2,00x10 -3克(ke)·毫升-1 在298K在2-10個(ge)溫度下發(fa)現(xian)pH初始反應速率在單位溶液(ye)范圍(wei)內沒有顯著變(bian)化(hua)。該結(jie)(jie)果與Bohem滴定法給出的活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭中官能(neng)團的組(zu)成是一致的，其(qi)中活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)酸(suan)基團與堿基團的比例很低(di)。高錳酸(suan)鉀、過氧(yang)(yang)化(hua)氫等(deng)強氧(yang)(yang)化(hua)劑會極(ji)大地改變(bian)影響過氧(yang)(yang)化(hua)氫的表(biao)(biao)面(mian)(mian)（圖1），從而推斷活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭表(biao)(biao)面(mian)(mian)還(huan)原基團作(zuo)為過氧(yang)(yang)化(hua)氫的活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)點。以(yi)下方法對活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭表(biao)(biao)面(mian)(mian)進行(xing)化(hua)學(xue)處(chu)(chu)理(li)：HNO3濃度5mol L-1 6個(ge)小時(shi)，用KMnO 4濃度0.08mol L-1在酸(suan)H 2 SO 4 濃度為0.5mol L-1 4小時(shi)用H 2 ? 2 的30r小時(shi)。在每次處(chu)(chu)理(li)結(jie)(jie)束時(shi)，將活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭放(fang)入索氏提取器(qi)一周，直到保證恒定pH值。*后(hou)(hou)，110活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭℃干燥至重量不再減輕，然后(hou)(hou)儲存在干燥器(qi)中。

　　討論實驗結果

　　質量比活性炭體積的變化

　　在中(zhong)(zhong)，過(guo)氧(yang)化物(wu)的(de)初始(shi)濃度(du)被化時，過(guo)氧(yang)化物(wu)的(de)初始(shi)濃度(du)被認(ren)為是，(a)中(zhong)(zhong)1,60x10 -1 mol L-1和( b)在298K的(de)溫度(du)下為7.92×10 -2 mol L -1。相對于(yu)活(huo)性炭(tan)的(de)質量-體積獲得反應順序是一個和表(biao)觀速(su)率(lv)常(chang)數，? VEL，是約(yue)0.11毫(hao)升克-1小號(hao)-198 K(0.12毫(hao)升克-1 小號(hao)-1時[H 2 ? 2 ] 0 = 1,60x10 -1 mol-1和0.10毫(hao)升克-1小號(hao)-1小時[H 2 ? 2 ] 0 = 7,92x10 -2molL -1)。

　　當活性炭(CAT)質量(liang)-體積比:(1)1.0×10 -3克(ke)毫(hao)升- 1，(b)2.0×10 -3 g mL -1和(c)4.0×10 -3 g mL -1，溫度為298 K.

　　溫度的影響

　　中溫度的(de)作用取決于活性(xing)炭在過(guo)氧化氫(qing)初(chu)始(shi)濃度時的(de)質量(liang)-體積比為200x10 -3克·毫升-1。

　　活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)實(shi)驗給出的(de)證據表(biao)(biao)明，過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫在活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)表(biao)(biao)面分(fen)解過程中(zhong)的(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)學反(fan)應也(ye)表(biao)(biao)明，活(huo)(huo)(huo)性(xing)點對(dui)應于減少堿(jian)性(xing)官能團或，因為(wei)(wei)當活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)和強氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑像高錳酸鉀和過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫一(yi)樣處理(li)時，過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫的(de)分(fen)解率顯(xian)著下降(jiang)（圖1）。通過研究(jiu)(jiu)過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫的(de)初始速度，在初始濃度過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物和初始活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)數(shu)量和溫度的(de)廣泛影(ying)響下獲得(de)的(de)大量實(shi)驗數(shu)據通過平(ping)均典型反(fan)應速率得(de)到反(fan)應，使(shi)每個(ge)試(shi)劑為(wei)(wei)1.0，用約27千(qian)焦mol的(de)活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)能-1。雖然這(zhe)些結果證明了過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫的(de)偽一(yi)階定律是正確的(de)，但(dan)他們不知道所研究(jiu)(jiu)的(de)系統的(de)異質性(xing)。*后，實(shi)驗數(shu)據可以通過考慮(lv)系統性(xing)質的(de)動(dong)力學方(fang)程來證明，例如(ru)Langmuir-Hinshelwood方(fang)程令(ling)人滿意地(di)處理(li)。在這(zhe)些條件(jian)下，活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)能力約為(wei)(wei)40千(qian)焦mol -1。這(zhe)項工(gong)作表(biao)(biao)明，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)分(fen)解過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫作為(wei)(wei)一(yi)種表(biao)(biao)示改性(xing)固體催化(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)性(xing)的(de)技術。