活(huo)性炭催化(hua)分解過氧(yang)化(hua)氫(qing)

　　動(dong)力(li)學研究活性(xing)炭(tan)催化(hua)分解(jie)過氧化(hua)氫。實驗研究了(le)反應(ying)(ying)物(wu)濃度和溫度的(de)(de)影響。動(dong)力(li)學數據通過初始反應(ying)(ying)速率的(de)(de)差異方法進行(xing)評估。過氧化(hua)氫由于分子的(de)(de)高反應(ying)(ying)性(xing)和反應(ying)(ying)中間體的(de)(de)氧化(hua)能(neng)力(li)(DCPH)催化(hua)分解(jie)研究廣泛應(ying)(ying)用于均相和非均相。在固體表(biao)面，不同的(de)(de)氧化(hua)態和/或(huo)形(xing)成絡合物(wu)可能(neng)發生在堿性(xing)或(huo)還原性(xing)活性(xing)位(wei)點或(huo)與金屬離子有(you)關(guan)的(de)(de)位(wei)置，如鐵、錳、銅、鈷和釩。

　　過氧化氫實驗部(bu)分(fen)活(huo)性炭催化分(fen)解

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

　　方法

　　過氧化氫(qing)反應在溫度控制的(de)雙(shuang)壁(bi)玻璃池中進行。然后用差(cha)壓(ya)(ya)傳(chuan)感器測量氣(qi)壓(ya)(ya)。為(wei)(wei)了計算時(shi)間函數產生的(de)分子氧量，校(xiao)正壓(ya)(ya)力數據，考慮氣(qi)體的(de)水蒸氣(qi)壓(ya)(ya)力、氧溶解(jie)度和亨利常數作(zuo)為(wei)(wei)溫度函數。

　　反應(ying)混(hun)合物始(shi)終保持在50歲mL。過氧化(hua)氫的反應(ying)始(shi)于加入與活性碳水混(hun)合物相同的過氧化(hua)氫溶液。

　　為了(le)獲得更(geng)多(duo)關于活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭化(hua)(hua)學性(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)和氧(yang)(yang)化(hua)(hua)還原(yuan)性(xing)(xing)(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)溶液pH影(ying)響過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)中(zhong)(zhong)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭表(biao)面的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學修飾。 。反(fan)應混合物和過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物的(de)(de)(de)濃度(du)(du)為0.100mol L固定組合物-1和CAT等(deng)于2,00x10 -3克·毫(hao)升-1 在(zai)298K在(zai)2-10個溫(wen)度(du)(du)下發現pH初(chu)始反(fan)應速率在(zai)單位溶液范(fan)圍(wei)內(nei)沒有顯著變(bian)化(hua)(hua)。該結果與(yu)Bohem滴(di)定法(fa)給出的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭中(zhong)(zhong)官能團的(de)(de)(de)組成(cheng)是一致的(de)(de)(de)，其中(zhong)(zhong)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)酸基(ji)團與(yu)堿基(ji)團的(de)(de)(de)比例很低(di)。高(gao)錳(meng)酸鉀、過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)等(deng)強氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑會(hui)極大地改變(bian)影(ying)響過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)表(biao)面（圖1），從而推斷活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭表(biao)面還原(yuan)基(ji)團作為過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)點。以(yi)下方法(fa)對活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭表(biao)面進行(xing)化(hua)(hua)學處理：HNO3濃度(du)(du)5mol L-1 6個小(xiao)時，用(yong)KMnO 4濃度(du)(du)0.08mol L-1在(zai)酸H 2 SO 4 濃度(du)(du)為0.5mol L-1 4小(xiao)時用(yong)H 2 ? 2 的(de)(de)(de)30r小(xiao)時。在(zai)每次處理結束時，將活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭放入索氏提取器一周，直到保證恒定pH值。*后(hou)，110活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭℃干(gan)燥(zao)至重量(liang)不再減輕，然后(hou)儲(chu)存在(zai)干(gan)燥(zao)器中(zhong)(zhong)。

　　討論實驗結果

　　質量比活性炭體積的變化

　　在(zai)中，過(guo)氧(yang)化(hua)物的(de)(de)初始(shi)(shi)濃度被化(hua)時，過(guo)氧(yang)化(hua)物的(de)(de)初始(shi)(shi)濃度被認為(wei)(wei)是，(a)中1,60x10 -1 mol L-1和(he)( b)在(zai)298K的(de)(de)溫度下(xia)為(wei)(wei)7.92×10 -2 mol L -1。相對于活性炭的(de)(de)質量(liang)-體積獲得反應(ying)順序(xu)是一個和(he)表觀速(su)率(lv)常數(shu)，? VEL，是約0.11毫升克-1小(xiao)號-198 K(0.12毫升克-1 小(xiao)號-1時[H 2 ? 2 ] 0 = 1,60x10 -1 mol-1和(he)0.10毫升克-1小(xiao)號-1小(xiao)時[H 2 ? 2 ] 0 = 7,92x10 -2molL -1)。

　　當活性炭(CAT)質(zhi)量-體積比:(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(wen)度為298 K.

　　溫度的影響

　　中溫度的作用取決于活性炭在過氧化氫初始(shi)濃度時的質量-體積比為200x10 -3克·毫升-1。

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)實(shi)驗給出的證據(ju)表明(ming)，過(guo)(guo)(guo)氧化(hua)(hua)氫在(zai)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)表面分(fen)解(jie)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)中的化(hua)(hua)學反(fan)應(ying)也表明(ming)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)點對應(ying)于減少(shao)堿性(xing)(xing)(xing)(xing)官能團或，因為(wei)當活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)和(he)(he)(he)強(qiang)氧化(hua)(hua)劑(ji)像高錳(meng)酸鉀(jia)和(he)(he)(he)過(guo)(guo)(guo)氧化(hua)(hua)氫一(yi)樣處理(li)時，過(guo)(guo)(guo)氧化(hua)(hua)氫的分(fen)解(jie)率顯(xian)著下降(jiang)（圖1）。通過(guo)(guo)(guo)研究過(guo)(guo)(guo)氧化(hua)(hua)氫的初(chu)始速度(du)，在(zai)初(chu)始濃(nong)度(du)過(guo)(guo)(guo)氧化(hua)(hua)物和(he)(he)(he)初(chu)始活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的數量和(he)(he)(he)溫度(du)的廣泛影(ying)響(xiang)下獲得的大(da)量實(shi)驗數據(ju)通過(guo)(guo)(guo)平(ping)均典型(xing)反(fan)應(ying)速率得到反(fan)應(ying)，使每個(ge)試劑(ji)為(wei)1.0，用約(yue)27千(qian)焦(jiao)mol的活(huo)(huo)化(hua)(hua)能-1。雖(sui)然這(zhe)些(xie)(xie)結果證明(ming)了(le)過(guo)(guo)(guo)氧化(hua)(hua)氫的偽一(yi)階定律是正確的，但他(ta)們不知道(dao)所研究的系統(tong)的異質性(xing)(xing)(xing)(xing)。*后，實(shi)驗數據(ju)可(ke)以通過(guo)(guo)(guo)考慮系統(tong)性(xing)(xing)(xing)(xing)質的動力(li)學方程(cheng)來(lai)證明(ming)，例如Langmuir-Hinshelwood方程(cheng)令人滿意地處理(li)。在(zai)這(zhe)些(xie)(xie)條(tiao)件下，活(huo)(huo)化(hua)(hua)能力(li)約(yue)為(wei)40千(qian)焦(jiao)mol -1。這(zhe)項(xiang)工(gong)作(zuo)表明(ming)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)分(fen)解(jie)過(guo)(guo)(guo)氧化(hua)(hua)氫作(zuo)為(wei)一(yi)種表示改性(xing)(xing)(xing)(xing)固體催化(hua)(hua)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)的技術。