活性炭(tan)催化分解(jie)過氧化氫(qing)

　　動(dong)力學研究(jiu)活性(xing)炭催化分解過氧(yang)化氫(qing)。實驗研究(jiu)了反(fan)應(ying)物濃度和(he)溫度的影(ying)響(xiang)。動(dong)力學數據通過初始反(fan)應(ying)速率的差異方法進(jin)行(xing)評估。過氧(yang)化氫(qing)由于(yu)(yu)分子(zi)的高反(fan)應(ying)性(xing)和(he)反(fan)應(ying)中(zhong)間體(ti)的氧(yang)化能力(DCPH)催化分解研究(jiu)廣泛應(ying)用于(yu)(yu)均(jun)相和(he)非(fei)均(jun)相。在固體(ti)表(biao)面，不同的氧(yang)化態和(he)/或形(xing)成(cheng)絡合(he)物可能發生在堿性(xing)或還(huan)原性(xing)活性(xing)位點(dian)或與金(jin)屬(shu)離子(zi)有(you)關的位置，如鐵(tie)、錳(meng)、銅(tong)、鈷和(he)釩。

　　過氧化(hua)氫實(shi)驗部分活性炭催(cui)化(hua)分解

　　實(shi)驗采用過(guo)氧(yang)化氫30%、活性(xing)(xing)炭碘值(zhi)1000、亞甲藍(lan)21、35、表征官能團。x10 -1m當量克-1，內酯2，44×10 -1 meq g -1，苯酚1,51×10 -1 meq g -1.基化合物1，24×10 -2meq g -1.總(zong)堿性(xing)(xing)基團1.12meqg-1。

　　方法

　　過(guo)氧化(hua)氫反(fan)應在(zai)溫(wen)度(du)控制(zhi)的(de)(de)雙壁玻(bo)璃池中進(jin)行。然后用差壓(ya)傳(chuan)感器測量氣(qi)壓(ya)。為了(le)計(ji)算時間函(han)數(shu)產生(sheng)的(de)(de)分子氧量，校正壓(ya)力數(shu)據，考慮氣(qi)體的(de)(de)水蒸氣(qi)壓(ya)力、氧溶解度(du)和(he)亨(heng)利(li)常(chang)數(shu)作(zuo)為溫(wen)度(du)函(han)數(shu)。

　　反(fan)應混(hun)合物始(shi)終(zhong)保持在50歲mL。過(guo)氧(yang)化氫的反(fan)應始(shi)于(yu)加(jia)入與活性碳水混(hun)合物相同(tong)的過(guo)氧(yang)化氫溶液(ye)。

　　為了獲(huo)得(de)更多關于(yu)(yu)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)學性(xing)質的(de)信息，研(yan)究了其酸(suan)性(xing)、堿性(xing)和氧化(hua)(hua)(hua)(hua)還(huan)原(yuan)性(xing)質的(de)溶(rong)液(ye)pH影(ying)響過(guo)(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)中(zhong)(zhong)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表面(mian)的(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)學修飾。 。反應混(hun)合物(wu)(wu)和過(guo)(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)濃度為0.100mol L固定(ding)組合物(wu)(wu)-1和CAT等(deng)于(yu)(yu)2,00x10 -3克·毫升-1 在(zai)298K在(zai)2-10個溫度下發現pH初始反應速率(lv)在(zai)單位溶(rong)液(ye)范(fan)圍(wei)內沒有顯著變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)。該結果與(yu)Bohem滴(di)定(ding)法給出的(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)中(zhong)(zhong)官能團的(de)組成是一致的(de)，其中(zhong)(zhong)活(huo)(huo)(huo)性(xing)酸(suan)基團與(yu)堿基團的(de)比例很低(di)。高錳(meng)酸(suan)鉀、過(guo)(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)等(deng)強(qiang)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)劑會極大地改變(bian)影(ying)響過(guo)(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)的(de)表面(mian)（圖1），從而推斷活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表面(mian)還(huan)原(yuan)基團作(zuo)為過(guo)(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)的(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)點。以下方法對(dui)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表面(mian)進行化(hua)(hua)(hua)(hua)學處理：HNO3濃度5mol L-1 6個小(xiao)時(shi)(shi)，用KMnO 4濃度0.08mol L-1在(zai)酸(suan)H 2 SO 4 濃度為0.5mol L-1 4小(xiao)時(shi)(shi)用H 2 ? 2 的(de)30r小(xiao)時(shi)(shi)。在(zai)每(mei)次處理結束時(shi)(shi)，將活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)放(fang)入(ru)索氏提(ti)取器一周，直(zhi)到(dao)保(bao)證(zheng)恒(heng)定(ding)pH值。*后，110活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)℃干燥(zao)至重量不再減(jian)輕(qing)，然后儲存在(zai)干燥(zao)器中(zhong)(zhong)。

　　討論實驗結果

　　質量比活性炭體積的變化

　　在(zai)中，過(guo)氧化(hua)(hua)物的(de)(de)初(chu)始濃(nong)度被化(hua)(hua)時，過(guo)氧化(hua)(hua)物的(de)(de)初(chu)始濃(nong)度被認(ren)為是，(a)中1,60x10 -1 mol L-1和( b)在(zai)298K的(de)(de)溫(wen)度下為7.92×10 -2 mol L -1。相對(dui)于活性(xing)炭的(de)(de)質量-體(ti)積獲得反應(ying)順序是一(yi)個和表觀速(su)率常數，? VEL，是約(yue)0.11毫(hao)升(sheng)克-1小(xiao)(xiao)號-198 K(0.12毫(hao)升(sheng)克-1 小(xiao)(xiao)號-1時[H 2 ? 2 ] 0 = 1,60x10 -1 mol-1和0.10毫(hao)升(sheng)克-1小(xiao)(xiao)號-1小(xiao)(xiao)時[H 2 ? 2 ] 0 = 7,92x10 -2molL -1)。

　　當活性炭(tan)(CAT)質量-體積比(bi):(1)1.0×10 -3克毫升- 1，(b)2.0×10 -3 g mL -1和(he)(c)4.0×10 -3 g mL -1，溫(wen)度為298 K.

　　溫度的影響

　　中溫度(du)(du)的作(zuo)用取決(jue)于(yu)活性炭在過(guo)氧化氫初始濃度(du)(du)時的質(zhi)量-體積(ji)比為200x10 -3克(ke)·毫(hao)升-1。

　　活(huo)性(xing)炭實(shi)驗給出的(de)(de)(de)(de)證(zheng)據(ju)表(biao)明(ming)，過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)在活(huo)性(xing)炭表(biao)面分(fen)(fen)解過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學反(fan)應(ying)也表(biao)明(ming)，活(huo)性(xing)點對應(ying)于(yu)減少堿性(xing)官能團或，因為(wei)當(dang)活(huo)性(xing)炭和強氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)劑像(xiang)高(gao)錳酸(suan)鉀和過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)一樣處(chu)理時，過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)解率(lv)顯(xian)著下(xia)(xia)(xia)降（圖1）。通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)研究過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)初(chu)(chu)始速度，在初(chu)(chu)始濃度過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物和初(chu)(chu)始活(huo)性(xing)炭的(de)(de)(de)(de)數量和溫度的(de)(de)(de)(de)廣泛影響(xiang)下(xia)(xia)(xia)獲(huo)得的(de)(de)(de)(de)大量實(shi)驗數據(ju)通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)平均(jun)典型反(fan)應(ying)速率(lv)得到反(fan)應(ying)，使每(mei)個試劑為(wei)1.0，用約27千(qian)焦mol的(de)(de)(de)(de)活(huo)化(hua)(hua)能-1。雖然這些(xie)(xie)結果證(zheng)明(ming)了過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)偽一階定(ding)律是(shi)正確的(de)(de)(de)(de)，但他們不(bu)知道所研究的(de)(de)(de)(de)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)異質(zhi)性(xing)。*后，實(shi)驗數據(ju)可以通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)考(kao)慮系(xi)統性(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)動力(li)學方程(cheng)來證(zheng)明(ming)，例如Langmuir-Hinshelwood方程(cheng)令人滿(man)意地處(chu)理。在這些(xie)(xie)條件下(xia)(xia)(xia)，活(huo)化(hua)(hua)能力(li)約為(wei)40千(qian)焦mol -1。這項工作(zuo)表(biao)明(ming)，活(huo)性(xing)炭分(fen)(fen)解過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)作(zuo)為(wei)一種表(biao)示改性(xing)固體(ti)催化(hua)(hua)活(huo)性(xing)的(de)(de)(de)(de)技術。