活性炭(tan)催化(hua)(hua)分解過(guo)氧化(hua)(hua)氫

　　動力(li)學研(yan)究(jiu)活性(xing)炭催化(hua)(hua)(hua)分解(jie)過氧化(hua)(hua)(hua)氫。實(shi)驗研(yan)究(jiu)了反應(ying)物濃度和溫度的(de)(de)(de)(de)影響。動力(li)學數(shu)據通(tong)過初始(shi)反應(ying)速率(lv)的(de)(de)(de)(de)差異方(fang)法進行評估(gu)。過氧化(hua)(hua)(hua)氫由(you)于分子的(de)(de)(de)(de)高反應(ying)性(xing)和反應(ying)中間體的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)能力(li)(DCPH)催化(hua)(hua)(hua)分解(jie)研(yan)究(jiu)廣泛應(ying)用于均相和非均相。在(zai)(zai)固體表面(mian)，不(bu)同的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)態和/或形成絡合物可能發生在(zai)(zai)堿性(xing)或還原(yuan)性(xing)活性(xing)位點或與(yu)金屬(shu)離(li)子有關的(de)(de)(de)(de)位置，如鐵、錳、銅、鈷和釩。

　　過(guo)氧化氫(qing)實驗部分活性炭催(cui)化分解

　　實驗采(cai)用過(guo)氧化氫30%、活性炭碘(dian)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，苯酚1,51×10 -1 meq g -1.基(ji)化合(he)物1，24×10 -2meq g -1.總堿(jian)性基(ji)團1.12meqg-1。

　　方法

　　過氧(yang)化(hua)氫反應(ying)在溫(wen)度(du)控(kong)制的(de)雙壁(bi)玻璃池中(zhong)進行(xing)。然后(hou)用差壓傳(chuan)感器測量(liang)(liang)氣壓。為了計算時間函數產生的(de)分子(zi)氧(yang)量(liang)(liang)，校正壓力數據，考(kao)慮氣體(ti)的(de)水蒸氣壓力、氧(yang)溶解度(du)和亨利(li)常(chang)數作為溫(wen)度(du)函數。

　　反應混合物始終保持在(zai)50歲mL。過氧(yang)化氫的(de)反應始于(yu)加入與活性碳水(shui)混合物相(xiang)同的(de)過氧(yang)化氫溶液。

　　為(wei)了(le)獲得更多(duo)關于活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)化(hua)(hua)(hua)學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)信息，研究了(le)其酸性(xing)(xing)(xing)(xing)、堿性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)氧化(hua)(hua)(hua)還原性(xing)(xing)(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)溶液pH影響(xiang)過(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)中(zhong)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)修飾。 。反應(ying)混合物和(he)過(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)物的(de)(de)(de)濃(nong)度(du)為(wei)0.100mol L固定組合物-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初始反應(ying)速率在(zai)(zai)單位溶液范圍內沒有顯著變化(hua)(hua)(hua)。該結果與(yu)Bohem滴(di)定法(fa)給出的(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)中(zhong)官(guan)能(neng)團(tuan)的(de)(de)(de)組成是一致(zhi)的(de)(de)(de)，其中(zhong)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)酸基團(tuan)與(yu)堿基團(tuan)的(de)(de)(de)比例(li)很低。高錳酸鉀、過(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)等強氧化(hua)(hua)(hua)劑(ji)會極大地(di)改(gai)變影響(xiang)過(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面（圖1），從而推(tui)斷活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)表(biao)(biao)面還原基團(tuan)作為(wei)過(guo)(guo)氧化(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)點。以下方法(fa)對活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)表(biao)(biao)面進行化(hua)(hua)(hua)學(xue)處(chu)理：HNO3濃(nong)度(du)5mol L-1 6個小(xiao)時，用(yong)KMnO 4濃(nong)度(du)0.08mol L-1在(zai)(zai)酸H 2 SO 4 濃(nong)度(du)為(wei)0.5mol L-1 4小(xiao)時用(yong)H 2 ? 2 的(de)(de)(de)30r小(xiao)時。在(zai)(zai)每次處(chu)理結束(shu)時，將活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)放入索氏提取(qu)器一周，直到(dao)保證恒定pH值。*后，110活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)℃干(gan)燥(zao)至(zhi)重量(liang)不再減輕，然后儲(chu)存在(zai)(zai)干(gan)燥(zao)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(hua)物(wu)的(de)初(chu)始(shi)濃(nong)度被化(hua)時(shi)，過氧化(hua)物(wu)的(de)初(chu)始(shi)濃(nong)度被認為是(shi)，(a)中1,60x10 -1 mol L-1和( b)在298K的(de)溫度下為7.92×10 -2 mol L -1。相對于活(huo)性炭的(de)質量(liang)-體積(ji)獲得反(fan)應順序是(shi)一個和表觀速率常數，? VEL，是(shi)約0.11毫(hao)(hao)升(sheng)克(ke)-1小號-198 K(0.12毫(hao)(hao)升(sheng)克(ke)-1 小號-1時(shi)[H 2 ? 2 ] 0 = 1,60x10 -1 mol-1和0.10毫(hao)(hao)升(sheng)克(ke)-1小號-1小時(shi)[H 2 ? 2 ] 0 = 7,92x10 -2molL -1)。

　　當活(huo)性炭(tan)(CAT)質量-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(wen)度為298 K.

　　溫度的影響

　　中溫度的作用取決于活性炭在(zai)過氧化氫(qing)初始濃度時的質量-體積比(bi)為200x10 -3克·毫升-1。

　　活(huo)性(xing)(xing)炭實(shi)驗給出的證(zheng)據表(biao)明(ming)，過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氫在活(huo)性(xing)(xing)炭表(biao)面分(fen)(fen)解(jie)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中的化(hua)(hua)(hua)學反應也表(biao)明(ming)，活(huo)性(xing)(xing)點對應于減(jian)少堿性(xing)(xing)官能團或，因為(wei)當活(huo)性(xing)(xing)炭和強氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)劑像高錳酸鉀和過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氫一(yi)樣處(chu)理(li)時，過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氫的分(fen)(fen)解(jie)率(lv)顯著下降(jiang)（圖1）。通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)研究過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氫的初始速度(du)，在初始濃度(du)過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物和初始活(huo)性(xing)(xing)炭的數(shu)量(liang)和溫度(du)的廣(guang)泛影響下獲得的大(da)量(liang)實(shi)驗數(shu)據通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)平均典型反應速率(lv)得到反應，使每(mei)個試(shi)劑為(wei)1.0，用約(yue)27千焦(jiao)mol的活(huo)化(hua)(hua)(hua)能-1。雖然這(zhe)些結果證(zheng)明(ming)了過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氫的偽一(yi)階定律(lv)是正確的，但他們(men)不知道所(suo)研究的系統(tong)的異質(zhi)性(xing)(xing)。*后，實(shi)驗數(shu)據可以(yi)通(tong)(tong)過(guo)(guo)(guo)考(kao)慮系統(tong)性(xing)(xing)質(zhi)的動力(li)學方(fang)程(cheng)來證(zheng)明(ming)，例(li)如Langmuir-Hinshelwood方(fang)程(cheng)令人滿意地處(chu)理(li)。在這(zhe)些條件下，活(huo)化(hua)(hua)(hua)能力(li)約(yue)為(wei)40千焦(jiao)mol -1。這(zhe)項工(gong)作表(biao)明(ming)，活(huo)性(xing)(xing)炭分(fen)(fen)解(jie)過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氫作為(wei)一(yi)種(zhong)表(biao)示改性(xing)(xing)固體(ti)催化(hua)(hua)(hua)活(huo)性(xing)(xing)的技術(shu)。