活性炭(tan)催化分(fen)解過氧(yang)化氫

　　動(dong)力(li)學(xue)研(yan)究活(huo)性(xing)(xing)炭催(cui)(cui)化(hua)(hua)分解(jie)過(guo)氧化(hua)(hua)氫(qing)。實驗研(yan)究了反應(ying)(ying)物(wu)濃(nong)度(du)和(he)溫度(du)的(de)(de)(de)(de)影響。動(dong)力(li)學(xue)數據通過(guo)初始反應(ying)(ying)速率的(de)(de)(de)(de)差異方法(fa)進行評估。過(guo)氧化(hua)(hua)氫(qing)由于(yu)分子的(de)(de)(de)(de)高反應(ying)(ying)性(xing)(xing)和(he)反應(ying)(ying)中間體(ti)的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)能(neng)力(li)(DCPH)催(cui)(cui)化(hua)(hua)分解(jie)研(yan)究廣泛應(ying)(ying)用(yong)于(yu)均(jun)(jun)相(xiang)和(he)非均(jun)(jun)相(xiang)。在(zai)固體(ti)表面，不同的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)態(tai)和(he)/或形成絡合物(wu)可能(neng)發生在(zai)堿性(xing)(xing)或還(huan)原性(xing)(xing)活(huo)性(xing)(xing)位(wei)點(dian)或與金屬離(li)子有關的(de)(de)(de)(de)位(wei)置，如鐵、錳、銅、鈷(gu)和(he)釩。

　　過氧化氫實驗部分(fen)活性炭催化分(fen)解(jie)

　　實驗采用過氧化(hua)氫30%、活性(xing)炭(tan)碘值1000、亞甲(jia)藍(lan)21、35、表(biao)征官能團(tuan)。x10 -1m當量克(ke)-1，內(nei)酯2，44×10 -1 meq g -1，苯酚1,51×10 -1 meq g -1.基化(hua)合物1，24×10 -2meq g -1.總堿性(xing)基團(tuan)1.12meqg-1。

　　方法

　　過氧(yang)化氫反(fan)應在溫度(du)控(kong)制的雙(shuang)壁玻璃池中進行(xing)。然后用(yong)差壓(ya)傳感(gan)器測量氣壓(ya)。為(wei)了計算時間(jian)函數(shu)(shu)產生的分子氧(yang)量，校(xiao)正壓(ya)力(li)數(shu)(shu)據(ju)，考慮氣體的水蒸(zheng)氣壓(ya)力(li)、氧(yang)溶解度(du)和亨利常數(shu)(shu)作為(wei)溫度(du)函數(shu)(shu)。

　　反應混合(he)物(wu)始終保持在50歲(sui)mL。過氧(yang)化氫(qing)的(de)反應始于加(jia)入與活性碳水混合(he)物(wu)相(xiang)同的(de)過氧(yang)化氫(qing)溶(rong)液。

　　為(wei)了獲得(de)更多關于活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)化(hua)(hua)(hua)學性(xing)(xing)質的(de)(de)(de)信息，研(yan)究了其酸(suan)(suan)性(xing)(xing)、堿性(xing)(xing)和氧(yang)化(hua)(hua)(hua)還原性(xing)(xing)質的(de)(de)(de)溶液pH影(ying)響過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)中活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)表(biao)面的(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學修飾(shi)。 。反(fan)應混(hun)合(he)物(wu)和過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)的(de)(de)(de)濃度(du)(du)為(wei)0.100mol L固定組(zu)合(he)物(wu)-1和CAT等(deng)(deng)于2,00x10 -3克·毫升-1 在(zai)298K在(zai)2-10個(ge)溫(wen)度(du)(du)下(xia)發現(xian)pH初始反(fan)應速(su)率在(zai)單位溶液范圍內沒有顯著變化(hua)(hua)(hua)。該(gai)結(jie)果與Bohem滴定法給出的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)中官能團的(de)(de)(de)組(zu)成是一(yi)致的(de)(de)(de)，其中活(huo)性(xing)(xing)酸(suan)(suan)基團與堿基團的(de)(de)(de)比例很低。高錳(meng)酸(suan)(suan)鉀、過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)等(deng)(deng)強(qiang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)會極(ji)大地改變影(ying)響過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)表(biao)面（圖1），從而(er)推斷活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)表(biao)面還原基團作為(wei)過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)點。以下(xia)方法對活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)表(biao)面進行化(hua)(hua)(hua)學處(chu)理：HNO3濃度(du)(du)5mol L-1 6個(ge)小時(shi)，用KMnO 4濃度(du)(du)0.08mol L-1在(zai)酸(suan)(suan)H 2 SO 4 濃度(du)(du)為(wei)0.5mol L-1 4小時(shi)用H 2 ? 2 的(de)(de)(de)30r小時(shi)。在(zai)每(mei)次處(chu)理結(jie)束時(shi)，將活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)放入索氏提取器一(yi)周，直到保證恒定pH值。*后，110活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)℃干燥至重量不(bu)再減(jian)輕，然后儲存在(zai)干燥器中。

　　討論實驗結果

　　質量比活性炭體積的變化

　　在(zai)中，過(guo)氧化物的初始濃度被(bei)化時，過(guo)氧化物的初始濃度被(bei)認為(wei)是(shi)，(a)中1,60x10 -1 mol L-1和(he)( b)在(zai)298K的溫度下為(wei)7.92×10 -2 mol L -1。相對(dui)于活(huo)性炭的質量(liang)-體(ti)積獲得反應順序(xu)是(shi)一個和(he)表觀速率常數，? VEL，是(shi)約0.11毫升(sheng)克-1小號(hao)-198 K(0.12毫升(sheng)克-1 小號(hao)-1時[H 2 ? 2 ] 0 = 1,60x10 -1 mol-1和(he)0.10毫升(sheng)克-1小號(hao)-1小時[H 2 ? 2 ] 0 = 7,92x10 -2molL -1)。

　　當活性炭(CAT)質量-體積比:(1)1.0×10 -3克毫升(sheng)- 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(zhong)溫度(du)的作用取決于活性炭在過氧化氫初始濃(nong)度(du)時的質量-體積(ji)比為200x10 -3克(ke)·毫(hao)升(sheng)-1。

　　活(huo)性炭(tan)實驗給出的(de)(de)(de)(de)證據表(biao)(biao)明(ming)(ming)(ming)，過(guo)氧(yang)化(hua)氫(qing)在活(huo)性炭(tan)表(biao)(biao)面分解過(guo)程(cheng)中的(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)反應(ying)(ying)也表(biao)(biao)明(ming)(ming)(ming)，活(huo)性點對應(ying)(ying)于減少堿(jian)性官能(neng)團或，因為(wei)當活(huo)性炭(tan)和(he)強氧(yang)化(hua)劑像高錳(meng)酸鉀和(he)過(guo)氧(yang)化(hua)氫(qing)一(yi)樣(yang)處理時，過(guo)氧(yang)化(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)(de)分解率(lv)顯著(zhu)下(xia)降（圖1）。通過(guo)研(yan)究過(guo)氧(yang)化(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)(de)初始速度，在初始濃度過(guo)氧(yang)化(hua)物和(he)初始活(huo)性炭(tan)的(de)(de)(de)(de)數(shu)量和(he)溫度的(de)(de)(de)(de)廣泛影響下(xia)獲得的(de)(de)(de)(de)大量實驗數(shu)據通過(guo)平均典(dian)型反應(ying)(ying)速率(lv)得到反應(ying)(ying)，使每個試劑為(wei)1.0，用(yong)約27千(qian)焦mol的(de)(de)(de)(de)活(huo)化(hua)能(neng)-1。雖(sui)然這些(xie)結果證明(ming)(ming)(ming)了過(guo)氧(yang)化(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)(de)偽一(yi)階定律是正確的(de)(de)(de)(de)，但他們不知道(dao)所(suo)研(yan)究的(de)(de)(de)(de)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)異(yi)質(zhi)(zhi)性。*后，實驗數(shu)據可以通過(guo)考慮系(xi)統性質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)動力(li)學(xue)方(fang)程(cheng)來證明(ming)(ming)(ming)，例如(ru)Langmuir-Hinshelwood方(fang)程(cheng)令人(ren)滿意地處理。在這些(xie)條件下(xia)，活(huo)化(hua)能(neng)力(li)約為(wei)40千(qian)焦mol -1。這項工(gong)作表(biao)(biao)明(ming)(ming)(ming)，活(huo)性炭(tan)分解過(guo)氧(yang)化(hua)氫(qing)作為(wei)一(yi)種表(biao)(biao)示改性固體催化(hua)活(huo)性的(de)(de)(de)(de)技術。