活(huo)性(xing)炭催化分解過氧(yang)化氫

　　動(dong)力學研究活(huo)性(xing)炭催化(hua)分(fen)(fen)解(jie)過氧(yang)化(hua)氫。實驗研究了反(fan)(fan)應(ying)物濃度(du)和(he)溫度(du)的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。動(dong)力學數據通過初始反(fan)(fan)應(ying)速率的(de)(de)(de)差(cha)異(yi)方法進行評估。過氧(yang)化(hua)氫由于分(fen)(fen)子的(de)(de)(de)高反(fan)(fan)應(ying)性(xing)和(he)反(fan)(fan)應(ying)中間體的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)能力(DCPH)催化(hua)分(fen)(fen)解(jie)研究廣泛應(ying)用于均相和(he)非均相。在固體表面，不同的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)態和(he)/或(huo)形(xing)成(cheng)絡合物可(ke)能發(fa)生在堿性(xing)或(huo)還原性(xing)活(huo)性(xing)位點或(huo)與(yu)金屬(shu)離子有(you)關的(de)(de)(de)位置，如鐵、錳、銅(tong)、鈷(gu)和(he)釩。

　　過氧化(hua)氫實驗(yan)部分(fen)(fen)活性炭催(cui)化(hua)分(fen)(fen)解(jie)

　　實驗采(cai)用過氧化氫30%、活性(xing)炭碘值1000、亞甲藍21、35、表征官能團(tuan)。x10 -1m當量克(ke)-1，內酯(zhi)2，44×10 -1 meq g -1，苯酚1,51×10 -1 meq g -1.基化合物1，24×10 -2meq g -1.總(zong)堿性(xing)基團(tuan)1.12meqg-1。

　　方法

　　過(guo)氧(yang)化氫(qing)反應在溫度控制的雙壁玻璃(li)池中(zhong)進行。然后用(yong)差壓(ya)傳感器測量氣(qi)壓(ya)。為(wei)了計(ji)算時間函數產生的分子氧(yang)量，校(xiao)正壓(ya)力(li)數據，考慮(lv)氣(qi)體的水蒸氣(qi)壓(ya)力(li)、氧(yang)溶解度和亨利常數作為(wei)溫度函數。

　　反(fan)應混(hun)(hun)合物(wu)(wu)始終保持(chi)在50歲mL。過氧化(hua)氫的(de)(de)反(fan)應始于加入(ru)與活性碳水(shui)混(hun)(hun)合物(wu)(wu)相同(tong)的(de)(de)過氧化(hua)氫溶液。

　　為(wei)了(le)獲得更多關于(yu)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)化(hua)(hua)學(xue)性(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)信息，研究(jiu)了(le)其酸性(xing)(xing)、堿(jian)性(xing)(xing)和氧(yang)化(hua)(hua)還(huan)(huan)原性(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)溶(rong)(rong)液pH影(ying)響過氧(yang)化(hua)(hua)氫(qing)中(zhong)(zhong)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)修飾。 。反應(ying)混(hun)合物(wu)和過氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)的(de)(de)濃度(du)為(wei)0.100mol L固定組合物(wu)-1和CAT等于(yu)2,00x10 -3克·毫升-1 在(zai)298K在(zai)2-10個(ge)溫度(du)下發(fa)現(xian)pH初始反應(ying)速率(lv)在(zai)單位溶(rong)(rong)液范圍內沒有顯著(zhu)變化(hua)(hua)。該(gai)結果與Bohem滴(di)定法(fa)給出(chu)的(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)中(zhong)(zhong)官(guan)能團的(de)(de)組成是一致的(de)(de)，其中(zhong)(zhong)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)酸基(ji)團與堿(jian)基(ji)團的(de)(de)比例(li)很低(di)。高錳(meng)酸鉀、過氧(yang)化(hua)(hua)氫(qing)等強(qiang)氧(yang)化(hua)(hua)劑會(hui)極大(da)地(di)改變影(ying)響過氧(yang)化(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)（圖1），從(cong)而推(tui)斷活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)還(huan)(huan)原基(ji)團作為(wei)過氧(yang)化(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)點。以下方法(fa)對活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)進行化(hua)(hua)學(xue)處理(li)：HNO3濃度(du)5mol L-1 6個(ge)小(xiao)時(shi)，用KMnO 4濃度(du)0.08mol L-1在(zai)酸H 2 SO 4 濃度(du)為(wei)0.5mol L-1 4小(xiao)時(shi)用H 2 ? 2 的(de)(de)30r小(xiao)時(shi)。在(zai)每次(ci)處理(li)結束時(shi)，將活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)放入索氏提取器一周(zhou)，直到保證恒定pH值(zhi)。*后(hou)，110活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)℃干燥至重量不(bu)再減(jian)輕，然后(hou)儲存在(zai)干燥器中(zhong)(zhong)。

　　討論實驗結果

　　質量比活性炭體積的變化

　　在中，過氧化(hua)物(wu)的初始(shi)濃(nong)度被化(hua)時，過氧化(hua)物(wu)的初始(shi)濃(nong)度被認為是，(a)中1,60x10 -1 mol L-1和( b)在298K的溫度下為7.92×10 -2 mol L -1。相(xiang)對(dui)于活(huo)性炭的質量-體積(ji)獲得(de)反應順序是一個(ge)和表觀速(su)率常數，? VEL，是約0.11毫升(sheng)(sheng)克-1小號(hao)-198 K(0.12毫升(sheng)(sheng)克-1 小號(hao)-1時[H 2 ? 2 ] 0 = 1,60x10 -1 mol-1和0.10毫升(sheng)(sheng)克-1小號(hao)-1小時[H 2 ? 2 ] 0 = 7,92x10 -2molL -1)。

　　當活性炭(CAT)質(zhi)量-體(ti)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(du)為298 K.

　　溫度的影響

　　中溫度的作用(yong)取決(jue)于活性炭在(zai)過氧(yang)化氫初始濃度時(shi)的質量-體積比為200x10 -3克·毫升-1。

　　活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)實(shi)驗給出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)證(zheng)據(ju)表明，過(guo)(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)在(zai)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)表面分(fen)(fen)解過(guo)(guo)(guo)(guo)程中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)反應(ying)也表明，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)點(dian)對應(ying)于減少堿(jian)性(xing)(xing)(xing)官能團(tuan)或，因為(wei)當活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)和(he)強氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)劑像(xiang)高錳酸(suan)鉀和(he)過(guo)(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)一(yi)樣處理時，過(guo)(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)解率(lv)顯著下(xia)降（圖1）。通(tong)過(guo)(guo)(guo)(guo)研(yan)(yan)究(jiu)過(guo)(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)初始(shi)速(su)度，在(zai)初始(shi)濃度過(guo)(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物和(he)初始(shi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)量和(he)溫度的(de)(de)(de)(de)(de)廣泛(fan)影響下(xia)獲得的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)量實(shi)驗數(shu)(shu)據(ju)通(tong)過(guo)(guo)(guo)(guo)平(ping)均典型反應(ying)速(su)率(lv)得到反應(ying)，使(shi)每個試劑為(wei)1.0，用約(yue)27千焦mol的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)能-1。雖然這些結果證(zheng)明了過(guo)(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)偽一(yi)階定律(lv)是正確的(de)(de)(de)(de)(de)，但他們不知道所研(yan)(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)異質性(xing)(xing)(xing)。*后，實(shi)驗數(shu)(shu)據(ju)可以通(tong)過(guo)(guo)(guo)(guo)考慮系(xi)統(tong)性(xing)(xing)(xing)質的(de)(de)(de)(de)(de)動力學(xue)方(fang)(fang)程來證(zheng)明，例(li)如Langmuir-Hinshelwood方(fang)(fang)程令人滿意地(di)處理。在(zai)這些條件下(xia)，活(huo)(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)能力約(yue)為(wei)40千焦mol -1。這項工作表明，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)分(fen)(fen)解過(guo)(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)作為(wei)一(yi)種表示改性(xing)(xing)(xing)固(gu)體催(cui)化(hua)(hua)(hua)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)技術(shu)。