活性炭催化(hua)(hua)分解(jie)過氧化(hua)(hua)氫

　　動力學研究(jiu)活性(xing)(xing)炭(tan)催化分解過(guo)(guo)氧(yang)化氫(qing)。實(shi)驗(yan)研究(jiu)了反應(ying)物濃度(du)和溫(wen)度(du)的影響(xiang)。動力學數據通過(guo)(guo)初始反應(ying)速率的差(cha)異方法進行評估。過(guo)(guo)氧(yang)化氫(qing)由于分子的高(gao)反應(ying)性(xing)(xing)和反應(ying)中(zhong)間體的氧(yang)化能力(DCPH)催化分解研究(jiu)廣泛應(ying)用于均相(xiang)(xiang)和非均相(xiang)(xiang)。在固體表(biao)面，不(bu)同的氧(yang)化態和/或形(xing)成絡合物可能發生在堿性(xing)(xing)或還(huan)原性(xing)(xing)活性(xing)(xing)位點或與金屬離(li)子有關的位置(zhi)，如(ru)鐵、錳、銅、鈷和釩(fan)。

　　過氧化氫實驗(yan)部分活性炭催化分解

　　實(shi)驗采用(yong)過氧(yang)化氫30%、活性炭碘值(zhi)1000、亞甲(jia)藍21、35、表征(zheng)官能團。x10 -1m當(dang)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(wu)1，24×10 -2meq g -1.總(zong)堿(jian)性基團1.12meqg-1。

　　方法

　　過(guo)氧化氫(qing)反應在溫度控制(zhi)的(de)雙壁玻璃池中進(jin)行。然后用差壓(ya)(ya)傳(chuan)感器測量(liang)氣壓(ya)(ya)。為了(le)計算時間函數(shu)產生的(de)分子氧量(liang)，校正壓(ya)(ya)力(li)數(shu)據，考慮氣體的(de)水(shui)蒸氣壓(ya)(ya)力(li)、氧溶解度和亨利常數(shu)作為溫度函數(shu)。

　　反(fan)應混合(he)物始終保持在50歲mL。過氧化氫(qing)的(de)反(fan)應始于加入與(yu)活(huo)性碳水混合(he)物相同(tong)的(de)過氧化氫(qing)溶液。

　　為了(le)獲(huo)得更多關于(yu)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭化(hua)學性(xing)(xing)(xing)質的(de)(de)(de)信息，研究了(le)其酸(suan)性(xing)(xing)(xing)、堿性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)氧(yang)(yang)化(hua)還(huan)原性(xing)(xing)(xing)質的(de)(de)(de)溶液(ye)pH影響過氧(yang)(yang)化(hua)氫中(zhong)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭表面的(de)(de)(de)化(hua)學修飾。 。反應混合(he)物(wu)和(he)(he)過氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)的(de)(de)(de)濃(nong)度(du)(du)(du)(du)為0.100mol L固定組合(he)物(wu)-1和(he)(he)CAT等(deng)于(yu)2,00x10 -3克·毫升-1 在(zai)(zai)298K在(zai)(zai)2-10個溫度(du)(du)(du)(du)下(xia)發現pH初始(shi)反應速率在(zai)(zai)單(dan)位溶液(ye)范(fan)圍內沒有顯著變化(hua)。該結果與Bohem滴(di)定法給出的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭中(zhong)官能團的(de)(de)(de)組成是(shi)一致的(de)(de)(de)，其中(zhong)活(huo)性(xing)(xing)(xing)酸(suan)基團與堿基團的(de)(de)(de)比例很低。高錳酸(suan)鉀、過氧(yang)(yang)化(hua)氫等(deng)強(qiang)氧(yang)(yang)化(hua)劑會(hui)極(ji)大地改(gai)變影響過氧(yang)(yang)化(hua)氫的(de)(de)(de)表面（圖1），從而推斷活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭表面還(huan)原基團作為過氧(yang)(yang)化(hua)氫的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)點。以下(xia)方法對(dui)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭表面進行(xing)化(hua)學處理：HNO3濃(nong)度(du)(du)(du)(du)5mol L-1 6個小時(shi)，用(yong)(yong)KMnO 4濃(nong)度(du)(du)(du)(du)0.08mol L-1在(zai)(zai)酸(suan)H 2 SO 4 濃(nong)度(du)(du)(du)(du)為0.5mol L-1 4小時(shi)用(yong)(yong)H 2 ? 2 的(de)(de)(de)30r小時(shi)。在(zai)(zai)每次處理結束時(shi)，將(jiang)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭放(fang)入索氏提取(qu)器一周，直到保證恒定pH值(zhi)。*后(hou)，110活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭℃干燥至重量不再減(jian)輕，然后(hou)儲(chu)存在(zai)(zai)干燥器中(zhong)。

　　討論實驗結果

　　質量比活性炭體積的變化

　　在中，過氧化物的初始濃度(du)被化時，過氧化物的初始濃度(du)被認為是，(a)中1,60x10 -1 mol L-1和(he)( b)在298K的溫度(du)下為7.92×10 -2 mol L -1。相對(dui)于活性(xing)炭的質(zhi)量-體積獲(huo)得反應順序是一個和(he)表觀速率常數，? VEL，是約0.11毫升克-1小(xiao)號(hao)-198 K(0.12毫升克-1 小(xiao)號(hao)-1時[H 2 ? 2 ] 0 = 1,60x10 -1 mol-1和(he)0.10毫升克-1小(xiao)號(hao)-1小(xiao)時[H 2 ? 2 ] 0 = 7,92x10 -2molL -1)。

　　當活性(xing)炭(CAT)質量-體積比:(1)1.0×10 -3克毫升- 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

　　中溫度的作用取決于(yu)活性炭在過氧化氫初始濃度時的質量-體積(ji)比為200x10 -3克·毫(hao)升-1。

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)實驗(yan)給出的(de)(de)(de)(de)證(zheng)(zheng)據(ju)(ju)表明(ming)，過(guo)(guo)氧(yang)化氫(qing)(qing)在活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)表面分解(jie)過(guo)(guo)程中的(de)(de)(de)(de)化學反(fan)(fan)應(ying)(ying)也(ye)表明(ming)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)點(dian)對應(ying)(ying)于減少(shao)堿性(xing)(xing)(xing)官能團或，因(yin)為當活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)和強氧(yang)化劑(ji)像(xiang)高錳酸鉀(jia)和過(guo)(guo)氧(yang)化氫(qing)(qing)一(yi)樣處理(li)時，過(guo)(guo)氧(yang)化氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)分解(jie)率顯著(zhu)下降（圖1）。通過(guo)(guo)研(yan)究過(guo)(guo)氧(yang)化氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)初(chu)(chu)始速度，在初(chu)(chu)始濃度過(guo)(guo)氧(yang)化物(wu)和初(chu)(chu)始活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)數(shu)量(liang)和溫(wen)度的(de)(de)(de)(de)廣泛(fan)影響下獲(huo)得的(de)(de)(de)(de)大量(liang)實驗(yan)數(shu)據(ju)(ju)通過(guo)(guo)平均典型(xing)反(fan)(fan)應(ying)(ying)速率得到反(fan)(fan)應(ying)(ying)，使每個(ge)試劑(ji)為1.0，用約27千(qian)焦mol的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)化能-1。雖然這(zhe)些結果證(zheng)(zheng)明(ming)了過(guo)(guo)氧(yang)化氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)偽一(yi)階定(ding)律(lv)是正確(que)的(de)(de)(de)(de)，但(dan)他們不知道所研(yan)究的(de)(de)(de)(de)系統的(de)(de)(de)(de)異質(zhi)性(xing)(xing)(xing)。*后，實驗(yan)數(shu)據(ju)(ju)可(ke)以(yi)通過(guo)(guo)考慮(lv)系統性(xing)(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)動力學方程來(lai)證(zheng)(zheng)明(ming)，例(li)如(ru)Langmuir-Hinshelwood方程令人滿意(yi)地處理(li)。在這(zhe)些條件(jian)下，活(huo)(huo)化能力約為40千(qian)焦mol -1。這(zhe)項工作表明(ming)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)分解(jie)過(guo)(guo)氧(yang)化氫(qing)(qing)作為一(yi)種表示改性(xing)(xing)(xing)固體(ti)催化活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)技術。