活性(xing)炭催化分解過氧化氫

　　動(dong)(dong)力學研(yan)究活性炭催化(hua)分解過(guo)氧化(hua)氫(qing)。實驗研(yan)究了反(fan)應(ying)物(wu)濃度和溫度的(de)影響。動(dong)(dong)力學數據通過(guo)初始(shi)反(fan)應(ying)速率的(de)差異方法進行評估。過(guo)氧化(hua)氫(qing)由于(yu)分子的(de)高反(fan)應(ying)性和反(fan)應(ying)中間體的(de)氧化(hua)能力(DCPH)催化(hua)分解研(yan)究廣(guang)泛應(ying)用于(yu)均(jun)相和非(fei)均(jun)相。在固體表面，不同(tong)的(de)氧化(hua)態和/或(huo)形成(cheng)絡合物(wu)可(ke)能發(fa)生在堿性或(huo)還原性活性位點或(huo)與金(jin)屬離子有關的(de)位置，如鐵、錳、銅、鈷和釩。

　　過氧化氫實驗部分(fen)活性炭催化分(fen)解

　　實驗采(cai)用(yong)過氧化(hua)氫30%、活性(xing)(xing)炭碘(dian)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，苯酚1,51×10 -1 meq g -1.基(ji)化(hua)合物1，24×10 -2meq g -1.總(zong)堿性(xing)(xing)基(ji)團1.12meqg-1。

　　方法

　　過氧化氫反應在溫(wen)度(du)控制的雙壁玻璃池(chi)中(zhong)進行(xing)。然后用差壓(ya)(ya)傳感器測量氣壓(ya)(ya)。為(wei)(wei)了(le)計算時間函(han)數產生的分子氧量，校正(zheng)壓(ya)(ya)力(li)數據，考慮氣體的水蒸(zheng)氣壓(ya)(ya)力(li)、氧溶解度(du)和亨(heng)利常數作為(wei)(wei)溫(wen)度(du)函(han)數。

　　反(fan)(fan)應混合(he)物始(shi)終保(bao)持在50歲mL。過(guo)氧化氫的(de)反(fan)(fan)應始(shi)于加入與活性碳水混合(he)物相同的(de)過(guo)氧化氫溶液(ye)。

　　為了(le)獲得更(geng)多關(guan)于活(huo)性(xing)炭化(hua)學(xue)性(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)信息，研究了(le)其(qi)酸(suan)(suan)性(xing)、堿(jian)性(xing)和(he)(he)(he)氧化(hua)還原性(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)溶液(ye)pH影響過(guo)(guo)氧化(hua)氫(qing)(qing)中(zhong)活(huo)性(xing)炭表(biao)面的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)修飾。 。反(fan)應混(hun)合物和(he)(he)(he)過(guo)(guo)氧化(hua)物的(de)(de)(de)濃(nong)度(du)為0.100mol L固定(ding)組合物-1和(he)(he)(he)CAT等于2,00x10 -3克·毫升-1 在(zai)(zai)298K在(zai)(zai)2-10個溫度(du)下發現pH初始反(fan)應速率在(zai)(zai)單位(wei)溶液(ye)范圍內沒有(you)顯著變化(hua)。該結果與(yu)Bohem滴定(ding)法給出的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭中(zhong)官能團的(de)(de)(de)組成(cheng)是一致的(de)(de)(de)，其(qi)中(zhong)活(huo)性(xing)酸(suan)(suan)基團與(yu)堿(jian)基團的(de)(de)(de)比(bi)例很低。高錳酸(suan)(suan)鉀、過(guo)(guo)氧化(hua)氫(qing)(qing)等強氧化(hua)劑會極(ji)大(da)地改變影響過(guo)(guo)氧化(hua)氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)表(biao)面（圖1），從而推斷活(huo)性(xing)炭表(biao)面還原基團作(zuo)為過(guo)(guo)氧化(hua)氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)點。以下方法對活(huo)性(xing)炭表(biao)面進行化(hua)學(xue)處理：HNO3濃(nong)度(du)5mol L-1 6個小時(shi)(shi)，用KMnO 4濃(nong)度(du)0.08mol L-1在(zai)(zai)酸(suan)(suan)H 2 SO 4 濃(nong)度(du)為0.5mol L-1 4小時(shi)(shi)用H 2 ? 2 的(de)(de)(de)30r小時(shi)(shi)。在(zai)(zai)每次(ci)處理結束時(shi)(shi)，將活(huo)性(xing)炭放入索(suo)氏提取器一周(zhou)，直(zhi)到保(bao)證恒(heng)定(ding)pH值(zhi)。*后，110活(huo)性(xing)炭℃干燥(zao)至重量不再減輕(qing)，然后儲存在(zai)(zai)干燥(zao)器中(zhong)。

　　討論實驗結果

　　質量比活性炭體積的變化

　　在中，過氧(yang)化(hua)物的(de)初始濃(nong)度(du)(du)被化(hua)時，過氧(yang)化(hua)物的(de)初始濃(nong)度(du)(du)被認為是(shi)，(a)中1,60x10 -1 mol L-1和( b)在298K的(de)溫度(du)(du)下為7.92×10 -2 mol L -1。相對(dui)于活性(xing)炭的(de)質量(liang)-體積(ji)獲得(de)反應順序是(shi)一個和表觀速率常數(shu)，? VEL，是(shi)約0.11毫升克(ke)-1小號-198 K(0.12毫升克(ke)-1 小號-1時[H 2 ? 2 ] 0 = 1,60x10 -1 mol-1和0.10毫升克(ke)-1小號-1小時[H 2 ? 2 ] 0 = 7,92x10 -2molL -1)。

　　當活(huo)性炭(CAT)質(zhi)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(wen)度的(de)作用(yong)取決于活性炭(tan)在過氧(yang)化氫(qing)初始濃度時的(de)質量-體(ti)積(ji)比為200x10 -3克·毫升-1。

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)實驗(yan)給(gei)出(chu)的(de)(de)(de)(de)證據表明(ming)，過(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)氫(qing)在活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)表面分(fen)(fen)解過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中的(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)也表明(ming)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)點對應(ying)于減少(shao)堿(jian)性(xing)(xing)(xing)(xing)官能(neng)團或，因為當活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)和強(qiang)氧(yang)(yang)化(hua)劑(ji)像高錳(meng)酸鉀和過(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)氫(qing)一樣(yang)處理時，過(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)解率(lv)顯著下降(jiang)（圖(tu)1）。通過(guo)(guo)研究(jiu)(jiu)過(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)(de)初(chu)始(shi)(shi)速度(du)(du)，在初(chu)始(shi)(shi)濃度(du)(du)過(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)和初(chu)始(shi)(shi)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)數量和溫度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)廣泛影響下獲(huo)得的(de)(de)(de)(de)大(da)量實驗(yan)數據通過(guo)(guo)平均典型反(fan)應(ying)速率(lv)得到反(fan)應(ying)，使每個試劑(ji)為1.0，用(yong)約(yue)27千(qian)焦(jiao)mol的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)化(hua)能(neng)-1。雖(sui)然這(zhe)些(xie)結(jie)果證明(ming)了過(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)(de)偽一階定(ding)律是正確的(de)(de)(de)(de)，但他們不知道所研究(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)(de)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)異質性(xing)(xing)(xing)(xing)。*后，實驗(yan)數據可以通過(guo)(guo)考慮系(xi)統性(xing)(xing)(xing)(xing)質的(de)(de)(de)(de)動力學(xue)方程(cheng)(cheng)來證明(ming)，例如Langmuir-Hinshelwood方程(cheng)(cheng)令人滿意地處理。在這(zhe)些(xie)條件下，活(huo)(huo)化(hua)能(neng)力約(yue)為40千(qian)焦(jiao)mol -1。這(zhe)項工作表明(ming)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)分(fen)(fen)解過(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)氫(qing)作為一種(zhong)表示(shi)改性(xing)(xing)(xing)(xing)固體催(cui)化(hua)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)技(ji)術。