活性炭催(cui)化分解過氧化氫

　　動(dong)力(li)學(xue)(xue)研究(jiu)(jiu)活性(xing)炭(tan)催(cui)(cui)化(hua)分解過氧(yang)(yang)化(hua)氫。實驗研究(jiu)(jiu)了反應(ying)物濃(nong)度和(he)(he)溫度的影(ying)響。動(dong)力(li)學(xue)(xue)數據(ju)通(tong)過初(chu)始反應(ying)速率的差異(yi)方法進行評估。過氧(yang)(yang)化(hua)氫由于分子(zi)的高反應(ying)性(xing)和(he)(he)反應(ying)中間體的氧(yang)(yang)化(hua)能力(li)(DCPH)催(cui)(cui)化(hua)分解研究(jiu)(jiu)廣(guang)泛應(ying)用于均相(xiang)和(he)(he)非均相(xiang)。在(zai)固體表面，不同(tong)的氧(yang)(yang)化(hua)態和(he)(he)/或形成絡合物可能發生在(zai)堿性(xing)或還原性(xing)活性(xing)位點或與金屬離子(zi)有(you)關(guan)的位置，如鐵、錳、銅、鈷和(he)(he)釩。

　　過氧(yang)化氫(qing)實驗部分活性炭催化分解

　　實驗采用過氧化氫30%、活性(xing)炭(tan)碘值1000、亞甲藍(lan)21、35、表征官能團。x10 -1m當量(liang)克-1，內酯2，44×10 -1 meq g -1，苯(ben)酚1,51×10 -1 meq g -1.基化合物1，24×10 -2meq g -1.總堿(jian)性(xing)基團1.12meqg-1。

　　方法

　　過(guo)氧化氫反應(ying)在(zai)溫(wen)度(du)控(kong)制的(de)雙(shuang)壁玻璃池(chi)中(zhong)進行。然(ran)后用差壓傳(chuan)感(gan)器(qi)測(ce)量氣(qi)壓。為(wei)了(le)計算時間函數產生的(de)分子氧量，校正壓力數據，考慮氣(qi)體的(de)水(shui)蒸氣(qi)壓力、氧溶解度(du)和(he)亨利(li)常數作為(wei)溫(wen)度(du)函數。

　　反應混合物(wu)始終保(bao)持在(zai)50歲mL。過氧化氫的反應始于加入與活性碳(tan)水混合物(wu)相同(tong)的過氧化氫溶液。

　　為(wei)了獲得更多關于(yu)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)的(de)信息，研究了其酸(suan)性(xing)(xing)(xing)、堿性(xing)(xing)(xing)和(he)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)還(huan)(huan)原性(xing)(xing)(xing)質(zhi)的(de)溶(rong)液pH影響過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫中(zhong)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)表面(mian)的(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)修(xiu)飾。 。反(fan)應混合物和(he)過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物的(de)濃度為(wei)0.100mol L固定(ding)組合物-1和(he)CAT等于(yu)2,00x10 -3克·毫升-1 在(zai)(zai)298K在(zai)(zai)2-10個溫度下發(fa)現pH初(chu)始(shi)反(fan)應速率(lv)在(zai)(zai)單位溶(rong)液范(fan)圍內沒(mei)有顯著(zhu)變化(hua)(hua)(hua)(hua)。該結(jie)果與(yu)Bohem滴定(ding)法給(gei)出的(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)中(zhong)官能團的(de)組成是(shi)一(yi)致的(de)，其中(zhong)活(huo)性(xing)(xing)(xing)酸(suan)基團與(yu)堿基團的(de)比(bi)例很低。高錳酸(suan)鉀、過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫等強氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑會極(ji)大地改變影響過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫的(de)表面(mian)（圖(tu)1），從而(er)推(tui)斷(duan)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)表面(mian)還(huan)(huan)原基團作為(wei)過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫的(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)點。以下方法對活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)表面(mian)進行化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)處理：HNO3濃度5mol L-1 6個小時，用KMnO 4濃度0.08mol L-1在(zai)(zai)酸(suan)H 2 SO 4 濃度為(wei)0.5mol L-1 4小時用H 2 ? 2 的(de)30r小時。在(zai)(zai)每次處理結(jie)束時，將(jiang)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)放入(ru)索氏(shi)提取器一(yi)周(zhou)，直(zhi)到保(bao)證(zheng)恒定(ding)pH值(zhi)。*后(hou)，110活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)℃干燥至(zhi)重量(liang)不(bu)再(zai)減(jian)輕，然后(hou)儲存在(zai)(zai)干燥器中(zhong)。

　　討論實驗結果

　　質量比活性炭體積的變化

　　在中，過氧化物(wu)的初始(shi)(shi)濃度(du)被化時，過氧化物(wu)的初始(shi)(shi)濃度(du)被認為是，(a)中1,60x10 -1 mol L-1和(he)( b)在298K的溫度(du)下(xia)為7.92×10 -2 mol L -1。相對于活性炭(tan)的質量(liang)-體積獲得反(fan)應順序是一個和(he)表觀速率常數，? VEL，是約0.11毫(hao)升克(ke)-1小(xiao)(xiao)號-198 K(0.12毫(hao)升克(ke)-1 小(xiao)(xiao)號-1時[H 2 ? 2 ] 0 = 1,60x10 -1 mol-1和(he)0.10毫(hao)升克(ke)-1小(xiao)(xiao)號-1小(xiao)(xiao)時[H 2 ? 2 ] 0 = 7,92x10 -2molL -1)。

　　當活性炭(CAT)質量-體(ti)積比:(1)1.0×10 -3克(ke)毫(hao)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

　　中溫度(du)的(de)作用取決于(yu)活(huo)性炭在過氧(yang)化氫初始(shi)濃度(du)時的(de)質量-體積比為200x10 -3克·毫(hao)升-1。

　　活性(xing)(xing)炭實(shi)驗(yan)給出的(de)(de)(de)證據表(biao)明(ming)，過(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)在活性(xing)(xing)炭表(biao)面分(fen)解過(guo)程中的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)反應也表(biao)明(ming)，活性(xing)(xing)點對應于減少堿性(xing)(xing)官能(neng)團或，因為(wei)當活性(xing)(xing)炭和(he)強氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑像高錳酸鉀(jia)和(he)過(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)一(yi)(yi)樣處理(li)時，過(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)分(fen)解率(lv)顯著(zhu)下降（圖1）。通過(guo)研(yan)究過(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)初(chu)始(shi)速度，在初(chu)始(shi)濃度過(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)和(he)初(chu)始(shi)活性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)數(shu)量和(he)溫度的(de)(de)(de)廣泛影響下獲得的(de)(de)(de)大(da)量實(shi)驗(yan)數(shu)據通過(guo)平均典型反應速率(lv)得到反應，使每(mei)個試劑為(wei)1.0，用約(yue)27千焦(jiao)(jiao)mol的(de)(de)(de)活化(hua)(hua)能(neng)-1。雖(sui)然這些(xie)結果(guo)證明(ming)了過(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)偽(wei)一(yi)(yi)階(jie)定律是正(zheng)確的(de)(de)(de)，但他們不知道所研(yan)究的(de)(de)(de)系統的(de)(de)(de)異(yi)質(zhi)性(xing)(xing)。*后，實(shi)驗(yan)數(shu)據可以通過(guo)考慮系統性(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)動(dong)力學(xue)方(fang)程來證明(ming)，例如Langmuir-Hinshelwood方(fang)程令(ling)人滿(man)意地處理(li)。在這些(xie)條件下，活化(hua)(hua)能(neng)力約(yue)為(wei)40千焦(jiao)(jiao)mol -1。這項(xiang)工作表(biao)明(ming)，活性(xing)(xing)炭分(fen)解過(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)作為(wei)一(yi)(yi)種表(biao)示改性(xing)(xing)固體催化(hua)(hua)活性(xing)(xing)的(de)(de)(de)技術。