活(huo)性炭催(cui)化分解過(guo)氧化氫

　　動力學(xue)研(yan)究活性(xing)(xing)炭(tan)催(cui)化(hua)分(fen)(fen)解過(guo)氧(yang)化(hua)氫。實(shi)驗研(yan)究了反(fan)應物(wu)濃度和(he)(he)溫度的影(ying)響。動力學(xue)數(shu)據通(tong)過(guo)初始反(fan)應速率(lv)的差異方法進行(xing)評(ping)估。過(guo)氧(yang)化(hua)氫由于分(fen)(fen)子(zi)(zi)的高反(fan)應性(xing)(xing)和(he)(he)反(fan)應中(zhong)間體(ti)的氧(yang)化(hua)能力(DCPH)催(cui)化(hua)分(fen)(fen)解研(yan)究廣(guang)泛應用于均相和(he)(he)非均相。在(zai)固(gu)體(ti)表面，不同的氧(yang)化(hua)態和(he)(he)/或形成絡合物(wu)可能發生(sheng)在(zai)堿(jian)性(xing)(xing)或還(huan)原性(xing)(xing)活性(xing)(xing)位點或與金屬離子(zi)(zi)有關的位置(zhi)，如鐵(tie)、錳(meng)、銅、鈷和(he)(he)釩(fan)。

　　過氧化氫(qing)實驗部分活性炭催化分解

　　實(shi)驗采(cai)用過(guo)氧(yang)化氫(qing)30%、活性炭(tan)碘值1000、亞甲藍(lan)21、35、表(biao)征官能(neng)團。x10 -1m當(dang)量(liang)克-1，內酯2，44×10 -1 meq g -1，苯酚(fen)1,51×10 -1 meq g -1.基(ji)(ji)化合(he)物1，24×10 -2meq g -1.總堿性基(ji)(ji)團1.12meqg-1。

　　方法

　　過氧(yang)化氫反應(ying)在(zai)溫(wen)度(du)(du)控制的雙壁(bi)玻(bo)璃池中進(jin)行。然后用(yong)差壓(ya)(ya)(ya)傳感器測量(liang)氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)。為了計算時間函數產生(sheng)的分(fen)子氧(yang)量(liang)，校正(zheng)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)數據，考慮氣(qi)體的水蒸(zheng)氣(qi)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)、氧(yang)溶解度(du)(du)和亨(heng)利常(chang)數作為溫(wen)度(du)(du)函數。

　　反應混(hun)合(he)物始終保(bao)持(chi)在50歲mL。過氧化(hua)(hua)氫的(de)反應始于加入與活性碳水混(hun)合(he)物相同的(de)過氧化(hua)(hua)氫溶(rong)液。

　　為(wei)了獲(huo)得更多關(guan)于活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)化(hua)學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)質(zhi)的信(xin)息，研究了其酸(suan)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、堿性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)氧化(hua)還(huan)原(yuan)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)質(zhi)的溶液(ye)pH影(ying)響過氧化(hua)氫(qing)(qing)中(zhong)(zhong)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)表(biao)(biao)面(mian)的化(hua)學(xue)修飾。 。反應(ying)混合物和(he)過氧化(hua)物的濃(nong)(nong)度(du)為(wei)0.100mol L固定(ding)組合物-1和(he)CAT等于2,00x10 -3克·毫(hao)升-1 在(zai)298K在(zai)2-10個(ge)溫度(du)下發現pH初始反應(ying)速(su)率(lv)在(zai)單位溶液(ye)范(fan)圍內沒有顯著變化(hua)。該結果與(yu)Bohem滴定(ding)法給(gei)出的活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)中(zhong)(zhong)官能團(tuan)(tuan)的組成是一(yi)致的，其中(zhong)(zhong)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)酸(suan)基(ji)團(tuan)(tuan)與(yu)堿基(ji)團(tuan)(tuan)的比例很低(di)。高錳(meng)酸(suan)鉀、過氧化(hua)氫(qing)(qing)等強氧化(hua)劑會極大(da)地改變影(ying)響過氧化(hua)氫(qing)(qing)的表(biao)(biao)面(mian)（圖1），從而推斷(duan)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)表(biao)(biao)面(mian)還(huan)原(yuan)基(ji)團(tuan)(tuan)作為(wei)過氧化(hua)氫(qing)(qing)的活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)點。以下方法對活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)表(biao)(biao)面(mian)進行化(hua)學(xue)處理：HNO3濃(nong)(nong)度(du)5mol L-1 6個(ge)小時(shi)(shi)，用(yong)KMnO 4濃(nong)(nong)度(du)0.08mol L-1在(zai)酸(suan)H 2 SO 4 濃(nong)(nong)度(du)為(wei)0.5mol L-1 4小時(shi)(shi)用(yong)H 2 ? 2 的30r小時(shi)(shi)。在(zai)每次處理結束(shu)時(shi)(shi)，將(jiang)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)放入索氏提取器一(yi)周(zhou)，直到(dao)保(bao)證恒定(ding)pH值。*后，110活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)℃干(gan)燥(zao)至重(zhong)量不再減輕，然后儲存在(zai)干(gan)燥(zao)器中(zhong)(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(de)初始濃度(du)被(bei)化時(shi)(shi)，過氧化物的(de)初始濃度(du)被(bei)認為是(shi)(shi)，(a)中1,60x10 -1 mol L-1和( b)在298K的(de)溫度(du)下為7.92×10 -2 mol L -1。相對于活(huo)性炭的(de)質(zhi)量(liang)-體積(ji)獲得反應順序是(shi)(shi)一個和表觀速(su)率(lv)常(chang)數(shu)，? VEL，是(shi)(shi)約(yue)0.11毫(hao)升(sheng)克(ke)(ke)-1小(xiao)號-198 K(0.12毫(hao)升(sheng)克(ke)(ke)-1 小(xiao)號-1時(shi)(shi)[H 2 ? 2 ] 0 = 1,60x10 -1 mol-1和0.10毫(hao)升(sheng)克(ke)(ke)-1小(xiao)號-1小(xiao)時(shi)(shi)[H 2 ? 2 ] 0 = 7,92x10 -2molL -1)。

　　當活性炭(CAT)質(zhi)量-體積比:(1)1.0×10 -3克毫升(sheng)- 1，(b)2.0×10 -3 g mL -1和(c)4.0×10 -3 g mL -1，溫度(du)為(wei)298 K.

　　溫度的影響

　　中(zhong)溫度的(de)作(zuo)用取決于活(huo)性炭在過氧化氫(qing)初始濃度時的(de)質量-體積(ji)比為200x10 -3克·毫升-1。

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭實(shi)驗(yan)給出的(de)(de)(de)(de)證(zheng)據表明(ming)，過(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)在活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭表面分解(jie)(jie)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學反應也表明(ming)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)點對應于減少堿(jian)性(xing)(xing)(xing)官(guan)能(neng)團或，因(yin)為當活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭和(he)強氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑像高錳酸鉀(jia)和(he)過(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)一(yi)樣處理時，過(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)(de)分解(jie)(jie)率(lv)顯(xian)著下(xia)降（圖1）。通過(guo)(guo)研究(jiu)過(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)(de)初(chu)始(shi)速(su)度，在初(chu)始(shi)濃度過(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物和(he)初(chu)始(shi)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)量和(he)溫度的(de)(de)(de)(de)廣(guang)泛影響(xiang)下(xia)獲得的(de)(de)(de)(de)大量實(shi)驗(yan)數(shu)(shu)據通過(guo)(guo)平均(jun)典型反應速(su)率(lv)得到(dao)反應，使每個試劑為1.0，用(yong)約27千焦(jiao)mol的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)能(neng)-1。雖(sui)然(ran)這(zhe)些結果(guo)證(zheng)明(ming)了(le)過(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)(de)偽一(yi)階定律(lv)是(shi)正確的(de)(de)(de)(de)，但他們不(bu)知道所研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)異質(zhi)性(xing)(xing)(xing)。*后，實(shi)驗(yan)數(shu)(shu)據可以通過(guo)(guo)考慮系(xi)統(tong)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)動力(li)學方程(cheng)(cheng)來(lai)證(zheng)明(ming)，例如(ru)Langmuir-Hinshelwood方程(cheng)(cheng)令人(ren)滿(man)意(yi)地處理。在這(zhe)些條件下(xia)，活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)能(neng)力(li)約為40千焦(jiao)mol -1。這(zhe)項工作表明(ming)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭分解(jie)(jie)過(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)作為一(yi)種表示(shi)改性(xing)(xing)(xing)固體(ti)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)技(ji)術。