活性炭催化(hua)分(fen)解過(guo)氧化(hua)氫

　　動力學(xue)研(yan)究活性(xing)(xing)炭催化(hua)分解(jie)過(guo)(guo)氧化(hua)氫。實驗(yan)研(yan)究了反應(ying)物濃度和(he)(he)(he)溫度的(de)(de)影響。動力學(xue)數據通(tong)過(guo)(guo)初(chu)始(shi)反應(ying)速(su)率的(de)(de)差(cha)異方(fang)法進(jin)行評估(gu)。過(guo)(guo)氧化(hua)氫由于分子(zi)的(de)(de)高(gao)反應(ying)性(xing)(xing)和(he)(he)(he)反應(ying)中(zhong)間體的(de)(de)氧化(hua)能力(DCPH)催化(hua)分解(jie)研(yan)究廣(guang)泛應(ying)用于均相和(he)(he)(he)非(fei)均相。在(zai)固體表(biao)面，不同的(de)(de)氧化(hua)態和(he)(he)(he)/或(huo)形(xing)成絡(luo)合物可能發生在(zai)堿性(xing)(xing)或(huo)還原性(xing)(xing)活性(xing)(xing)位點或(huo)與金(jin)屬離子(zi)有關的(de)(de)位置(zhi)，如(ru)鐵、錳、銅、鈷(gu)和(he)(he)(he)釩。

　　過(guo)氧化(hua)氫實驗部分(fen)活(huo)性炭催化(hua)分(fen)解

　　實驗采用過氧化氫(qing)30%、活性(xing)炭(tan)碘值1000、亞甲藍21、35、表征官能(neng)團。x10 -1m當(dang)量克-1，內酯2，44×10 -1 meq g -1，苯(ben)酚(fen)1,51×10 -1 meq g -1.基(ji)化合物1，24×10 -2meq g -1.總堿性(xing)基(ji)團1.12meqg-1。

　　方法

　　過氧化氫反(fan)應(ying)在溫度控制(zhi)的(de)雙壁玻(bo)璃池中進(jin)行。然(ran)后用差壓(ya)傳感器測(ce)量氣(qi)壓(ya)。為了計(ji)算時間函數產生的(de)分子(zi)氧量，校正壓(ya)力數據，考慮氣(qi)體的(de)水蒸氣(qi)壓(ya)力、氧溶解度和亨利常(chang)數作為溫度函數。

　　反(fan)(fan)應混合物始(shi)終保持在50歲mL。過(guo)氧化氫的反(fan)(fan)應始(shi)于加入與活(huo)性碳水(shui)混合物相(xiang)同(tong)的過(guo)氧化氫溶(rong)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)學性(xing)(xing)(xing)質的(de)信息，研究(jiu)了其(qi)酸(suan)(suan)(suan)性(xing)(xing)(xing)、堿性(xing)(xing)(xing)和(he)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)還(huan)原(yuan)性(xing)(xing)(xing)質的(de)溶液pH影(ying)響(xiang)過(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)中(zhong)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面的(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)學修飾。 。反應混合(he)物和(he)過(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物的(de)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)為(wei)0.100mol L固定(ding)組合(he)物-1和(he)CAT等于(yu)2,00x10 -3克·毫升-1 在(zai)298K在(zai)2-10個(ge)溫度(du)(du)(du)下發現pH初始反應速率(lv)在(zai)單位溶液范(fan)圍(wei)內沒(mei)有顯著變化(hua)(hua)(hua)(hua)。該(gai)結(jie)果與(yu)Bohem滴定(ding)法(fa)給出的(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)中(zhong)官(guan)能團的(de)組成是一致(zhi)的(de)，其(qi)中(zhong)活(huo)性(xing)(xing)(xing)酸(suan)(suan)(suan)基(ji)團與(yu)堿基(ji)團的(de)比例(li)很低。高錳酸(suan)(suan)(suan)鉀、過(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)等強氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑會極大地改(gai)變影(ying)響(xiang)過(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)的(de)表(biao)面（圖1），從而推斷活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面還(huan)原(yuan)基(ji)團作(zuo)為(wei)過(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)的(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)點。以(yi)下方法(fa)對活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面進行化(hua)(hua)(hua)(hua)學處(chu)理(li)：HNO3濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)5mol L-1 6個(ge)小(xiao)時(shi)，用(yong)KMnO 4濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)0.08mol L-1在(zai)酸(suan)(suan)(suan)H 2 SO 4 濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)為(wei)0.5mol L-1 4小(xiao)時(shi)用(yong)H 2 ? 2 的(de)30r小(xiao)時(shi)。在(zai)每次處(chu)理(li)結(jie)束時(shi)，將活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)放入索(suo)氏提取器一周，直到保證(zheng)恒定(ding)pH值。*后(hou)，110活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)℃干(gan)燥至重量不再減輕，然后(hou)儲存(cun)在(zai)干(gan)燥器中(zhong)。

　　討論實驗結果

　　質量比活性炭體積的變化

　　在中，過(guo)氧化物的(de)初(chu)始(shi)濃(nong)度被(bei)化時(shi)，過(guo)氧化物的(de)初(chu)始(shi)濃(nong)度被(bei)認(ren)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(yu)活性炭的(de)質量(liang)-體積獲得反應順序是(shi)一個和表觀速(su)率常數(shu)，? VEL，是(shi)約0.11毫升克(ke)-1小(xiao)號(hao)-198 K(0.12毫升克(ke)-1 小(xiao)號(hao)-1時(shi)[H 2 ? 2 ] 0 = 1,60x10 -1 mol-1和0.10毫升克(ke)-1小(xiao)號(hao)-1小(xiao)時(shi)[H 2 ? 2 ] 0 = 7,92x10 -2molL -1)。

　　當活性(xing)炭(CAT)質(zhi)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(du)(du)的(de)作用取決于活(huo)性炭在過氧化(hua)氫(qing)初始濃度(du)(du)時的(de)質量-體(ti)積(ji)比為200x10 -3克·毫升-1。

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)實(shi)(shi)驗給(gei)出的(de)(de)證(zheng)據表(biao)(biao)明(ming)，過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)氫(qing)在活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)表(biao)(biao)面分(fen)解過(guo)(guo)(guo)程中的(de)(de)化(hua)學反(fan)應(ying)(ying)也表(biao)(biao)明(ming)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)點(dian)對(dui)應(ying)(ying)于減少堿(jian)性(xing)(xing)官能團或，因為(wei)當活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)和(he)(he)(he)強氧(yang)(yang)化(hua)劑像高錳(meng)酸鉀和(he)(he)(he)過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)氫(qing)一(yi)樣處(chu)理時，過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)氫(qing)的(de)(de)分(fen)解率顯著下降（圖1）。通(tong)過(guo)(guo)(guo)研究過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)氫(qing)的(de)(de)初始速(su)度(du)，在初始濃度(du)過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)物和(he)(he)(he)初始活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)數(shu)(shu)量(liang)和(he)(he)(he)溫度(du)的(de)(de)廣泛影響下獲得的(de)(de)大量(liang)實(shi)(shi)驗數(shu)(shu)據通(tong)過(guo)(guo)(guo)平(ping)均典型反(fan)應(ying)(ying)速(su)率得到反(fan)應(ying)(ying)，使每個試(shi)劑為(wei)1.0，用約(yue)27千焦(jiao)mol的(de)(de)活(huo)(huo)化(hua)能-1。雖然(ran)這(zhe)些結果證(zheng)明(ming)了過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)氫(qing)的(de)(de)偽一(yi)階定律是正確的(de)(de)，但他們不知道所研究的(de)(de)系(xi)統的(de)(de)異質性(xing)(xing)。*后，實(shi)(shi)驗數(shu)(shu)據可以通(tong)過(guo)(guo)(guo)考慮系(xi)統性(xing)(xing)質的(de)(de)動力(li)學方(fang)程來證(zheng)明(ming)，例(li)如(ru)Langmuir-Hinshelwood方(fang)程令人滿意地處(chu)理。在這(zhe)些條件下，活(huo)(huo)化(hua)能力(li)約(yue)為(wei)40千焦(jiao)mol -1。這(zhe)項(xiang)工作表(biao)(biao)明(ming)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)分(fen)解過(guo)(guo)(guo)氧(yang)(yang)化(hua)氫(qing)作為(wei)一(yi)種表(biao)(biao)示改性(xing)(xing)固體催化(hua)活(huo)(huo)性(xing)(xing)的(de)(de)技術。