活性炭催化分解(jie)過氧化氫

　　動(dong)力學(xue)研究(jiu)活性炭催(cui)(cui)化分解(jie)過(guo)氧化氫。實驗研究(jiu)了(le)反應(ying)(ying)(ying)物(wu)濃度和(he)(he)溫度的(de)影響(xiang)。動(dong)力學(xue)數據通(tong)過(guo)初始(shi)反應(ying)(ying)(ying)速率的(de)差異(yi)方法(fa)進行評估。過(guo)氧化氫由于分子的(de)高反應(ying)(ying)(ying)性和(he)(he)反應(ying)(ying)(ying)中間體的(de)氧化能力(DCPH)催(cui)(cui)化分解(jie)研究(jiu)廣泛應(ying)(ying)(ying)用于均(jun)相和(he)(he)非(fei)均(jun)相。在固(gu)體表(biao)面，不同(tong)的(de)氧化態和(he)(he)/或(huo)形成絡合(he)物(wu)可能發生在堿性或(huo)還原性活性位點或(huo)與金屬離子有關的(de)位置，如鐵、錳、銅、鈷和(he)(he)釩(fan)。

　　過氧化(hua)氫實驗(yan)部分活性(xing)炭催化(hua)分解

　　實驗采用過(guo)氧化氫30%、活性炭碘(dian)值1000、亞甲藍(lan)21、35、表征官能(neng)團(tuan)。x10 -1m當量克-1，內酯(zhi)2，44×10 -1 meq g -1，苯酚(fen)1,51×10 -1 meq g -1.基(ji)化合物1，24×10 -2meq g -1.總堿性基(ji)團(tuan)1.12meqg-1。

　　方法

　　過氧(yang)化氫反應(ying)在溫度控制的雙壁(bi)玻(bo)璃池中進行。然后用差壓(ya)傳感器測量氣壓(ya)。為(wei)了計(ji)算時間函數(shu)產生的分(fen)子(zi)氧(yang)量，校正壓(ya)力數(shu)據，考慮氣體的水(shui)蒸氣壓(ya)力、氧(yang)溶解度和亨利常(chang)數(shu)作為(wei)溫度函數(shu)。

　　反(fan)應(ying)(ying)混(hun)合物始(shi)終(zhong)保持在50歲mL。過氧(yang)化氫的反(fan)應(ying)(ying)始(shi)于加入與活性碳水混(hun)合物相同的過氧(yang)化氫溶液。

　　為(wei)了獲(huo)得更多(duo)關(guan)于(yu)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)化(hua)(hua)學(xue)性(xing)質(zhi)的(de)信(xin)息，研究了其酸(suan)性(xing)、堿(jian)性(xing)和氧(yang)化(hua)(hua)還(huan)原(yuan)性(xing)質(zhi)的(de)溶液pH影(ying)響過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)氫中活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表面的(de)化(hua)(hua)學(xue)修飾。 。反應(ying)混(hun)合(he)物(wu)和過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)的(de)濃(nong)度(du)(du)為(wei)0.100mol L固定組合(he)物(wu)-1和CAT等于(yu)2,00x10 -3克(ke)·毫升-1 在(zai)298K在(zai)2-10個溫度(du)(du)下發現pH初(chu)始(shi)反應(ying)速率在(zai)單位溶液范圍內沒有顯著變化(hua)(hua)。該結果(guo)與(yu)Bohem滴定法給出的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)中官能團的(de)組成是(shi)一致的(de)，其中活(huo)性(xing)酸(suan)基團與(yu)堿(jian)基團的(de)比(bi)例很低。高錳酸(suan)鉀、過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)氫等強氧(yang)化(hua)(hua)劑會極大地改變影(ying)響過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)氫的(de)表面（圖1），從而推斷(duan)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表面還(huan)原(yuan)基團作為(wei)過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)氫的(de)活(huo)性(xing)點。以下方(fang)法對活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表面進行化(hua)(hua)學(xue)處理：HNO3濃(nong)度(du)(du)5mol L-1 6個小時，用KMnO 4濃(nong)度(du)(du)0.08mol L-1在(zai)酸(suan)H 2 SO 4 濃(nong)度(du)(du)為(wei)0.5mol L-1 4小時用H 2 ? 2 的(de)30r小時。在(zai)每次處理結束時，將(jiang)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)放入索氏(shi)提取器(qi)一周，直(zhi)到保(bao)證恒定pH值(zhi)。*后，110活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)℃干燥(zao)至重(zhong)量不再減輕(qing)，然后儲存(cun)在(zai)干燥(zao)器(qi)中。

　　討論實驗結果

　　質量比活性炭體積的變化

　　在中(zhong)，過(guo)氧化(hua)(hua)物的初始濃(nong)度被(bei)化(hua)(hua)時，過(guo)氧化(hua)(hua)物的初始濃(nong)度被(bei)認為是(shi)(shi)，(a)中(zhong)1,60x10 -1 mol L-1和(he)(he)( b)在298K的溫度下為7.92×10 -2 mol L -1。相對于活性炭(tan)的質量-體積(ji)獲得反應順序(xu)是(shi)(shi)一個和(he)(he)表(biao)觀速(su)率常數，? VEL，是(shi)(shi)約0.11毫升克(ke)(ke)-1小(xiao)(xiao)號(hao)(hao)-198 K(0.12毫升克(ke)(ke)-1 小(xiao)(xiao)號(hao)(hao)-1時[H 2 ? 2 ] 0 = 1,60x10 -1 mol-1和(he)(he)0.10毫升克(ke)(ke)-1小(xiao)(xiao)號(hao)(hao)-1小(xiao)(xiao)時[H 2 ? 2 ] 0 = 7,92x10 -2molL -1)。

　　當活性炭(CAT)質(zhi)量(liang)-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(wei)298 K.

　　溫度的影響

　　中溫(wen)度(du)的作用取(qu)決(jue)于活性炭在過(guo)氧化(hua)氫初始濃度(du)時的質量-體積比(bi)為200x10 -3克·毫升-1。

　　活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭實(shi)驗(yan)給出(chu)的(de)(de)證據表明(ming)(ming)(ming)，過(guo)(guo)(guo)氧化(hua)氫(qing)在活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭表面分(fen)解(jie)過(guo)(guo)(guo)程中的(de)(de)化(hua)學反(fan)應(ying)也表明(ming)(ming)(ming)，活性(xing)(xing)(xing)(xing)點對應(ying)于(yu)減少堿性(xing)(xing)(xing)(xing)官能團或，因為(wei)(wei)當活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭和(he)強氧化(hua)劑像高錳酸鉀和(he)過(guo)(guo)(guo)氧化(hua)氫(qing)一樣(yang)處理(li)時，過(guo)(guo)(guo)氧化(hua)氫(qing)的(de)(de)分(fen)解(jie)率顯著(zhu)下降（圖1）。通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)研究過(guo)(guo)(guo)氧化(hua)氫(qing)的(de)(de)初(chu)(chu)始速度，在初(chu)(chu)始濃度過(guo)(guo)(guo)氧化(hua)物和(he)初(chu)(chu)始活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭的(de)(de)數量(liang)和(he)溫(wen)度的(de)(de)廣泛影響下獲得的(de)(de)大(da)量(liang)實(shi)驗(yan)數據通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)平均典型反(fan)應(ying)速率得到反(fan)應(ying)，使每(mei)個(ge)試劑為(wei)(wei)1.0，用約27千(qian)焦(jiao)mol的(de)(de)活化(hua)能-1。雖然這些結果(guo)證明(ming)(ming)(ming)了過(guo)(guo)(guo)氧化(hua)氫(qing)的(de)(de)偽一階定律是正確的(de)(de)，但他們(men)不知道所研究的(de)(de)系統的(de)(de)異質(zhi)性(xing)(xing)(xing)(xing)。*后，實(shi)驗(yan)數據可(ke)以通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)考慮系統性(xing)(xing)(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)動(dong)力學方程來證明(ming)(ming)(ming)，例如Langmuir-Hinshelwood方程令人滿意地處理(li)。在這些條件下，活化(hua)能力約為(wei)(wei)40千(qian)焦(jiao)mol -1。這項工作(zuo)表明(ming)(ming)(ming)，活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭分(fen)解(jie)過(guo)(guo)(guo)氧化(hua)氫(qing)作(zuo)為(wei)(wei)一種表示改性(xing)(xing)(xing)(xing)固體(ti)催(cui)化(hua)活性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)技術(shu)。