活(huo)性炭催化分解(jie)過(guo)氧化氫

　　動力學(xue)研(yan)究活(huo)性炭催化分解過氧(yang)化氫。實驗研(yan)究了反應(ying)物濃度和(he)(he)溫(wen)度的影響。動力學(xue)數據通過初始反應(ying)速率的差異方法進行評估。過氧(yang)化氫由于分子(zi)的高(gao)反應(ying)性和(he)(he)反應(ying)中間體(ti)的氧(yang)化能(neng)力(DCPH)催化分解研(yan)究廣(guang)泛應(ying)用于均(jun)相和(he)(he)非均(jun)相。在固體(ti)表面，不同(tong)的氧(yang)化態和(he)(he)/或形成(cheng)絡合物可(ke)能(neng)發生(sheng)在堿性或還原性活(huo)性位點或與金(jin)屬離子(zi)有關的位置(zhi)，如鐵、錳、銅、鈷(gu)和(he)(he)釩。

　　過氧(yang)化氫實驗部分活性炭(tan)催化分解

　　實(shi)驗采用過氧化氫30%、活(huo)性炭碘值1000、亞(ya)甲藍21、35、表征官能團(tuan)。x10 -1m當(dang)量克-1，內酯(zhi)2，44×10 -1 meq g -1，苯酚1,51×10 -1 meq g -1.基化合(he)物(wu)1，24×10 -2meq g -1.總(zong)堿性基團(tuan)1.12meqg-1。

　　方法

　　過氧(yang)化氫反(fan)應在溫度控制(zhi)的(de)(de)(de)雙壁玻璃(li)池中進行。然后(hou)用差壓(ya)(ya)傳感器測量(liang)氣壓(ya)(ya)。為(wei)了計(ji)算(suan)時間函(han)數(shu)產(chan)生的(de)(de)(de)分子氧(yang)量(liang)，校(xiao)正壓(ya)(ya)力(li)數(shu)據，考(kao)慮氣體(ti)的(de)(de)(de)水蒸(zheng)氣壓(ya)(ya)力(li)、氧(yang)溶解度和亨利常數(shu)作(zuo)為(wei)溫度函(han)數(shu)。

　　反應混合(he)物始終保持(chi)在50歲mL。過氧(yang)化(hua)氫的反應始于加(jia)入(ru)與活性碳水混合(he)物相同的過氧(yang)化(hua)氫溶液。

　　為(wei)(wei)了(le)獲(huo)得更多關(guan)于活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭化(hua)學(xue)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)信息，研(yan)究了(le)其酸(suan)性(xing)(xing)(xing)、堿性(xing)(xing)(xing)和(he)氧(yang)化(hua)還(huan)原性(xing)(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)溶液pH影響過(guo)(guo)氧(yang)化(hua)氫中(zhong)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)化(hua)學(xue)修(xiu)飾。 。反(fan)應混合(he)物和(he)過(guo)(guo)氧(yang)化(hua)物的(de)(de)濃(nong)度(du)為(wei)(wei)0.100mol L固定(ding)(ding)組(zu)合(he)物-1和(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(shi)反(fan)應速(su)率在(zai)(zai)單位(wei)溶液范圍內沒(mei)有顯著(zhu)變(bian)化(hua)。該結果與(yu)Bohem滴定(ding)(ding)法(fa)給(gei)出的(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭中(zhong)官能團(tuan)的(de)(de)組(zu)成是一(yi)致的(de)(de)，其中(zhong)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)酸(suan)基(ji)團(tuan)與(yu)堿基(ji)團(tuan)的(de)(de)比例很低。高錳酸(suan)鉀、過(guo)(guo)氧(yang)化(hua)氫等強氧(yang)化(hua)劑會極大地(di)改(gai)變(bian)影響過(guo)(guo)氧(yang)化(hua)氫的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)（圖1），從而推斷(duan)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭表(biao)(biao)面(mian)還(huan)原基(ji)團(tuan)作為(wei)(wei)過(guo)(guo)氧(yang)化(hua)氫的(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)點。以下方法(fa)對(dui)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭表(biao)(biao)面(mian)進行化(hua)學(xue)處理(li)：HNO3濃(nong)度(du)5mol L-1 6個小(xiao)時，用KMnO 4濃(nong)度(du)0.08mol L-1在(zai)(zai)酸(suan)H 2 SO 4 濃(nong)度(du)為(wei)(wei)0.5mol L-1 4小(xiao)時用H 2 ? 2 的(de)(de)30r小(xiao)時。在(zai)(zai)每次處理(li)結束時，將(jiang)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭放入(ru)索(suo)氏提取器(qi)一(yi)周，直到(dao)保證恒定(ding)(ding)pH值。*后，110活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭℃干燥至重量不再減輕，然后儲存(cun)在(zai)(zai)干燥器(qi)中(zhong)。

　　討論實驗結果

　　質量比活性炭體積的變化

　　在中(zhong)，過氧(yang)化物的(de)初始濃(nong)度(du)被(bei)化時(shi)，過氧(yang)化物的(de)初始濃(nong)度(du)被(bei)認為(wei)是(shi)，(a)中(zhong)1,60x10 -1 mol L-1和(he)( b)在298K的(de)溫度(du)下為(wei)7.92×10 -2 mol L -1。相對于活性炭的(de)質量-體積(ji)獲得反應順序是(shi)一個和(he)表觀(guan)速(su)率常數，? VEL，是(shi)約0.11毫(hao)(hao)升克(ke)(ke)-1小(xiao)號(hao)-198 K(0.12毫(hao)(hao)升克(ke)(ke)-1 小(xiao)號(hao)-1時(shi)[H 2 ? 2 ] 0 = 1,60x10 -1 mol-1和(he)0.10毫(hao)(hao)升克(ke)(ke)-1小(xiao)號(hao)-1小(xiao)時(shi)[H 2 ? 2 ] 0 = 7,92x10 -2molL -1)。

　　當活性炭(CAT)質量-體積(ji)比:(1)1.0×10 -3克(ke)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

　　中溫度的作用取決于活性(xing)炭在過(guo)氧化氫初始濃度時的質量(liang)-體積比為200x10 -3克·毫(hao)升-1。

　　活性(xing)炭(tan)實(shi)(shi)驗(yan)給出的(de)(de)(de)證據表明，過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)在(zai)活性(xing)炭(tan)表面分(fen)(fen)解過(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學反應(ying)(ying)也(ye)表明，活性(xing)點對應(ying)(ying)于減少堿性(xing)官(guan)能(neng)團(tuan)或，因為(wei)(wei)當活性(xing)炭(tan)和(he)(he)強氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)像高(gao)錳酸鉀和(he)(he)過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)一樣處理時，過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)解率顯(xian)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(qing)(qing)的(de)(de)(de)初(chu)(chu)始(shi)速度，在(zai)初(chu)(chu)始(shi)濃度過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物和(he)(he)初(chu)(chu)始(shi)活性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)數(shu)量和(he)(he)溫度的(de)(de)(de)廣泛影(ying)響下獲得的(de)(de)(de)大(da)量實(shi)(shi)驗(yan)數(shu)據通(tong)過(guo)(guo)(guo)平(ping)均典(dian)型(xing)反應(ying)(ying)速率得到反應(ying)(ying)，使每個試劑(ji)為(wei)(wei)1.0，用約27千(qian)焦(jiao)mol的(de)(de)(de)活化(hua)(hua)能(neng)-1。雖然(ran)這(zhe)些(xie)結果證明了(le)過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)偽一階(jie)定律是(shi)正確的(de)(de)(de)，但他們不知道所研(yan)究的(de)(de)(de)系統的(de)(de)(de)異質性(xing)。*后，實(shi)(shi)驗(yan)數(shu)據可(ke)以通(tong)過(guo)(guo)(guo)考慮系統性(xing)質的(de)(de)(de)動力學方(fang)程(cheng)(cheng)來證明，例如Langmuir-Hinshelwood方(fang)程(cheng)(cheng)令人(ren)滿意地(di)處理。在(zai)這(zhe)些(xie)條(tiao)件(jian)下，活化(hua)(hua)能(neng)力約為(wei)(wei)40千(qian)焦(jiao)mol -1。這(zhe)項工(gong)作(zuo)表明，活性(xing)炭(tan)分(fen)(fen)解過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)作(zuo)為(wei)(wei)一種(zhong)表示改性(xing)固體(ti)催化(hua)(hua)活性(xing)的(de)(de)(de)技術。