活性炭催化分解過氧(yang)化氫(qing)

　　動力(li)學研究(jiu)活性(xing)炭催(cui)化(hua)分解過(guo)(guo)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)氫。實驗研究(jiu)了反(fan)應物濃度和溫(wen)度的(de)(de)影響。動力(li)學數(shu)據通過(guo)(guo)初始反(fan)應速率的(de)(de)差異(yi)方法進行評估。過(guo)(guo)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)氫由(you)于分子(zi)的(de)(de)高(gao)反(fan)應性(xing)和反(fan)應中間體(ti)(ti)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)能(neng)力(li)(DCPH)催(cui)化(hua)分解研究(jiu)廣泛應用于均相(xiang)和非(fei)均相(xiang)。在固體(ti)(ti)表面，不(bu)同的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)態和/或形成絡合(he)物可能(neng)發生在堿性(xing)或還(huan)原(yuan)性(xing)活性(xing)位點(dian)或與金屬離子(zi)有關的(de)(de)位置，如鐵(tie)、錳、銅(tong)、鈷和釩。

　　過氧化氫(qing)實驗部分(fen)活性炭催化分(fen)解

　　實(shi)驗采用(yong)過氧化氫30%、活性炭碘值1000、亞甲藍21、35、表征官(guan)能團。x10 -1m當量克(ke)-1，內(nei)酯2，44×10 -1 meq g -1，苯(ben)酚1,51×10 -1 meq g -1.基(ji)化合(he)物1，24×10 -2meq g -1.總堿性基(ji)團1.12meqg-1。

　　方法

　　過氧化(hua)氫反應在溫度(du)(du)(du)控制(zhi)的雙(shuang)壁(bi)玻璃池(chi)中進行。然后用差(cha)壓(ya)傳感器測量氣壓(ya)。為了(le)計算時間函數產生的分子氧量，校正壓(ya)力(li)數據，考慮氣體的水蒸氣壓(ya)力(li)、氧溶解度(du)(du)(du)和(he)亨利常數作為溫度(du)(du)(du)函數。

　　反應(ying)混合物始終保持在(zai)50歲mL。過氧(yang)化(hua)氫(qing)的反應(ying)始于加入與活性碳(tan)水混合物相同的過氧(yang)化(hua)氫(qing)溶(rong)液。

　　為了(le)獲得更多關于活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)化學性(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)信息，研究了(le)其(qi)酸性(xing)(xing)、堿性(xing)(xing)和(he)氧(yang)化還原(yuan)性(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)溶液(ye)pH影(ying)響過氧(yang)化氫中活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)表面的(de)(de)(de)(de)化學修飾。 。反應(ying)混合物和(he)過氧(yang)化物的(de)(de)(de)(de)濃(nong)度為0.100mol L固定組(zu)合物-1和(he)CAT等(deng)于2,00x10 -3克·毫升-1 在298K在2-10個溫度下發(fa)現pH初始反應(ying)速率在單位溶液(ye)范圍內沒(mei)有顯(xian)著變化。該結(jie)果與Bohem滴定法(fa)給出的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)中官能團(tuan)(tuan)的(de)(de)(de)(de)組(zu)成是一(yi)致(zhi)的(de)(de)(de)(de)，其(qi)中活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)酸基團(tuan)(tuan)與堿基團(tuan)(tuan)的(de)(de)(de)(de)比例很低。高錳酸鉀、過氧(yang)化氫等(deng)強氧(yang)化劑會極(ji)大地改變影(ying)響過氧(yang)化氫的(de)(de)(de)(de)表面（圖1），從(cong)而推(tui)斷活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)表面還原(yuan)基團(tuan)(tuan)作為過氧(yang)化氫的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)點。以(yi)下方(fang)法(fa)對活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)表面進行化學處理：HNO3濃(nong)度5mol L-1 6個小(xiao)時(shi)(shi)，用KMnO 4濃(nong)度0.08mol L-1在酸H 2 SO 4 濃(nong)度為0.5mol L-1 4小(xiao)時(shi)(shi)用H 2 ? 2 的(de)(de)(de)(de)30r小(xiao)時(shi)(shi)。在每(mei)次處理結(jie)束時(shi)(shi)，將活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)放(fang)入索氏提(ti)取器一(yi)周(zhou)，直到保證恒定pH值。*后(hou)(hou)，110活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)℃干燥至重量不再減輕，然后(hou)(hou)儲存(cun)在干燥器中。

　　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(shi)濃度被化(hua)時，過氧(yang)化(hua)物的(de)初始(shi)濃度被認為是，(a)中1,60x10 -1 mol L-1和(he)( b)在298K的(de)溫度下(xia)為7.92×10 -2 mol L -1。相對于活性炭的(de)質(zhi)量-體積獲(huo)得反應順序是一個(ge)和(he)表觀速率常數，? VEL，是約0.11毫(hao)升克-1小(xiao)(xiao)號(hao)(hao)-198 K(0.12毫(hao)升克-1 小(xiao)(xiao)號(hao)(hao)-1時[H 2 ? 2 ] 0 = 1,60x10 -1 mol-1和(he)0.10毫(hao)升克-1小(xiao)(xiao)號(hao)(hao)-1小(xiao)(xiao)時[H 2 ? 2 ] 0 = 7,92x10 -2molL -1)。

　　當(dang)活性炭(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(wen)度(du)為(wei)298 K.

　　溫度的影響

　　中溫度(du)的(de)作用(yong)取(qu)決(jue)于活性炭在過氧化氫初始濃度(du)時(shi)的(de)質量-體積比為200x10 -3克·毫升-1。

　　活性(xing)(xing)炭(tan)實驗(yan)給出的(de)(de)(de)證(zheng)據表明(ming)，過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫在活性(xing)(xing)炭(tan)表面分(fen)解過(guo)(guo)(guo)程中的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學反應也(ye)表明(ming)，活性(xing)(xing)點對應于(yu)減少堿性(xing)(xing)官能(neng)(neng)團或，因為(wei)(wei)當活性(xing)(xing)炭(tan)和(he)強(qiang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)像(xiang)高錳酸(suan)鉀和(he)過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫一(yi)樣處理(li)時，過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫的(de)(de)(de)分(fen)解率顯著下降（圖1）。通(tong)過(guo)(guo)(guo)研(yan)究過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫的(de)(de)(de)初(chu)始(shi)(shi)(shi)速(su)(su)度，在初(chu)始(shi)(shi)(shi)濃度過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物和(he)初(chu)始(shi)(shi)(shi)活性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)量和(he)溫度的(de)(de)(de)廣泛影響下獲得的(de)(de)(de)大量實驗(yan)數(shu)(shu)據通(tong)過(guo)(guo)(guo)平均典型(xing)反應速(su)(su)率得到反應，使每個試劑(ji)為(wei)(wei)1.0，用(yong)約(yue)27千焦mol的(de)(de)(de)活化(hua)(hua)能(neng)(neng)-1。雖然這(zhe)些結果證(zheng)明(ming)了過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫的(de)(de)(de)偽一(yi)階(jie)定律是正確的(de)(de)(de)，但他們(men)不知道(dao)所研(yan)究的(de)(de)(de)系(xi)統的(de)(de)(de)異質性(xing)(xing)。*后，實驗(yan)數(shu)(shu)據可以通(tong)過(guo)(guo)(guo)考慮系(xi)統性(xing)(xing)質的(de)(de)(de)動力學方(fang)程來(lai)證(zheng)明(ming)，例如Langmuir-Hinshelwood方(fang)程令人滿意地處理(li)。在這(zhe)些條(tiao)件下，活化(hua)(hua)能(neng)(neng)力約(yue)為(wei)(wei)40千焦mol -1。這(zhe)項(xiang)工作(zuo)表明(ming)，活性(xing)(xing)炭(tan)分(fen)解過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫作(zuo)為(wei)(wei)一(yi)種(zhong)表示改性(xing)(xing)固體催化(hua)(hua)活性(xing)(xing)的(de)(de)(de)技術。