活性炭催化分解過氧(yang)化氫(qing)

　　動(dong)力(li)學研(yan)究(jiu)活性(xing)炭催(cui)化(hua)(hua)分(fen)(fen)解過氧化(hua)(hua)氫(qing)。實驗研(yan)究(jiu)了反(fan)應(ying)物濃度和溫(wen)度的(de)(de)影響。動(dong)力(li)學數據通(tong)過初始反(fan)應(ying)速率的(de)(de)差異(yi)方法(fa)進行評估(gu)。過氧化(hua)(hua)氫(qing)由于分(fen)(fen)子(zi)的(de)(de)高反(fan)應(ying)性(xing)和反(fan)應(ying)中間體的(de)(de)氧化(hua)(hua)能力(li)(DCPH)催(cui)化(hua)(hua)分(fen)(fen)解研(yan)究(jiu)廣泛應(ying)用于均(jun)相(xiang)和非(fei)均(jun)相(xiang)。在固體表面，不同的(de)(de)氧化(hua)(hua)態和/或形成(cheng)絡合物可(ke)能發生在堿性(xing)或還(huan)原性(xing)活性(xing)位(wei)點(dian)或與(yu)金屬離(li)子(zi)有關的(de)(de)位(wei)置，如鐵(tie)、錳、銅、鈷(gu)和釩。

　　過氧化氫實驗部分活(huo)性(xing)炭催化分解

　　實(shi)驗采(cai)用過氧(yang)化氫30%、活性炭碘值1000、亞(ya)甲(jia)藍21、35、表征官能團。x10 -1m當量(liang)克-1，內酯2，44×10 -1 meq g -1，苯酚(fen)1,51×10 -1 meq g -1.基化合物1，24×10 -2meq g -1.總堿(jian)性基團1.12meqg-1。

　　方法

　　過氧(yang)化氫(qing)反應在溫(wen)度控(kong)制的(de)雙壁玻璃池中進行。然后用差壓傳感器測(ce)量氣(qi)壓。為(wei)了計算時間函數(shu)產生的(de)分子氧(yang)量，校正壓力(li)數(shu)據，考慮氣(qi)體的(de)水蒸(zheng)氣(qi)壓力(li)、氧(yang)溶解度和亨利常(chang)數(shu)作為(wei)溫(wen)度函數(shu)。

　　反(fan)應混合物始終(zhong)保持在50歲mL。過(guo)氧化氫的反(fan)應始于加入(ru)與(yu)活性碳水混合物相同(tong)的過(guo)氧化氫溶液。

　　為(wei)了獲得(de)更多(duo)關(guan)于(yu)活性(xing)(xing)炭化學性(xing)(xing)質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)信息，研究了其酸性(xing)(xing)、堿(jian)性(xing)(xing)和氧(yang)化還原(yuan)性(xing)(xing)質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)液(ye)(ye)pH影響過(guo)(guo)(guo)氧(yang)化氫(qing)(qing)中活性(xing)(xing)炭表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化學修飾。 。反應(ying)混合物(wu)和過(guo)(guo)(guo)氧(yang)化物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)濃(nong)度(du)(du)(du)為(wei)0.100mol L固定組合物(wu)-1和CAT等(deng)于(yu)2,00x10 -3克·毫(hao)升(sheng)-1 在298K在2-10個溫度(du)(du)(du)下(xia)(xia)發(fa)現pH初始(shi)反應(ying)速率在單位溶(rong)液(ye)(ye)范(fan)圍內沒有顯著(zhu)變化。該結果與(yu)Bohem滴定法(fa)給出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活性(xing)(xing)炭中官(guan)能(neng)團(tuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)組成(cheng)是一致的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，其中活性(xing)(xing)酸基(ji)團(tuan)與(yu)堿(jian)基(ji)團(tuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)例很(hen)低。高錳酸鉀、過(guo)(guo)(guo)氧(yang)化氫(qing)(qing)等(deng)強(qiang)氧(yang)化劑會極大地改變影響過(guo)(guo)(guo)氧(yang)化氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)（圖1），從而推斷(duan)活性(xing)(xing)炭表(biao)面(mian)還原(yuan)基(ji)團(tuan)作為(wei)過(guo)(guo)(guo)氧(yang)化氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活性(xing)(xing)點(dian)。以下(xia)(xia)方法(fa)對活性(xing)(xing)炭表(biao)面(mian)進行化學處(chu)理：HNO3濃(nong)度(du)(du)(du)5mol L-1 6個小時(shi)(shi)，用KMnO 4濃(nong)度(du)(du)(du)0.08mol L-1在酸H 2 SO 4 濃(nong)度(du)(du)(du)為(wei)0.5mol L-1 4小時(shi)(shi)用H 2 ? 2 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)30r小時(shi)(shi)。在每次處(chu)理結束時(shi)(shi)，將活性(xing)(xing)炭放入索氏提(ti)取(qu)器一周，直(zhi)到保證(zheng)恒定pH值(zhi)。*后(hou)，110活性(xing)(xing)炭℃干(gan)(gan)燥至重(zhong)量不再減輕(qing)，然后(hou)儲(chu)存(cun)在干(gan)(gan)燥器中。

　　討論實驗結果

　　質量比活性炭體積的變化

　　在中，過(guo)氧化物(wu)的(de)初(chu)始(shi)(shi)濃(nong)度被化時，過(guo)氧化物(wu)的(de)初(chu)始(shi)(shi)濃(nong)度被認為(wei)是(shi)，(a)中1,60x10 -1 mol L-1和( b)在298K的(de)溫度下為(wei)7.92×10 -2 mol L -1。相對于活性炭(tan)的(de)質量-體(ti)積獲得反應(ying)順(shun)序是(shi)一個和表觀速率常數，? VEL，是(shi)約(yue)0.11毫(hao)升(sheng)克(ke)(ke)(ke)-1小(xiao)號(hao)-198 K(0.12毫(hao)升(sheng)克(ke)(ke)(ke)-1 小(xiao)號(hao)-1時[H 2 ? 2 ] 0 = 1,60x10 -1 mol-1和0.10毫(hao)升(sheng)克(ke)(ke)(ke)-1小(xiao)號(hao)-1小(xiao)時[H 2 ? 2 ] 0 = 7,92x10 -2molL -1)。

　　當(dang)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(zhong)溫度的作(zuo)用(yong)取決于(yu)活(huo)性炭在過氧(yang)化氫初始濃度時的質量-體積比為200x10 -3克·毫升(sheng)-1。

　　活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)實(shi)驗給出(chu)的(de)證據表(biao)明，過(guo)(guo)(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)在活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面分(fen)解過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中的(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)反(fan)應(ying)也(ye)表(biao)明，活(huo)(huo)性(xing)點對應(ying)于(yu)減少堿性(xing)官能團(tuan)或(huo)，因為(wei)當活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)和強氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)像高錳酸鉀和過(guo)(guo)(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)一樣處理時，過(guo)(guo)(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)的(de)分(fen)解率顯著下(xia)降（圖1）。通過(guo)(guo)(guo)研究過(guo)(guo)(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)的(de)初始速度(du)(du)，在初始濃度(du)(du)過(guo)(guo)(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物和初始活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)數量和溫度(du)(du)的(de)廣泛影響下(xia)獲(huo)得(de)的(de)大量實(shi)驗數據通過(guo)(guo)(guo)平均(jun)典型反(fan)應(ying)速率得(de)到反(fan)應(ying)，使每個試劑(ji)為(wei)1.0，用約(yue)27千(qian)焦mol的(de)活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)能-1。雖(sui)然這些結果(guo)證明了過(guo)(guo)(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)的(de)偽一階定(ding)律是正確的(de)，但(dan)他們不知(zhi)道所研究的(de)系(xi)(xi)統的(de)異質(zhi)性(xing)。*后，實(shi)驗數據可以通過(guo)(guo)(guo)考慮系(xi)(xi)統性(xing)質(zhi)的(de)動力學(xue)方程(cheng)來(lai)證明，例如Langmuir-Hinshelwood方程(cheng)令人滿意地處理。在這些條(tiao)件下(xia)，活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)能力約(yue)為(wei)40千(qian)焦mol -1。這項工作表(biao)明，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)分(fen)解過(guo)(guo)(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)作為(wei)一種表(biao)示改(gai)性(xing)固體催化(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)性(xing)的(de)技術。