活性炭催化分解過氧化氫

　　動力學研究活性炭催化分解過氧化氫。實驗研究了反應物濃度和溫度的影響。動力學數(shù)據(jù)通過初始反應速率的差異方法進行評估。過氧化氫由于分子的高反應性和反應中間體的氧化能力(DCPH)催化分解研究廣泛應用于均相和非均相。在固體表面，不同的氧化態(tài)和/或形成絡合物可能發(fā)生在堿性或還原性活性位點或與金屬離子有關的位置，如鐵、錳、銅、鈷和釩。

　　過氧化氫實驗部分活性炭催化分解

　　實驗采用過氧化氫30%、活性炭碘值1000、亞甲藍21、35、表征官能團。x10 -1m當量克-1，內(nèi)酯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.總堿性基團1.12meqg-1。

　　方法

　　過氧化氫反應在溫度控制的雙壁玻璃池中進行。然后用差壓傳感器測量氣壓。為了計算時間函數(shù)產(chǎn)生的分子氧量，校正壓力數(shù)據(jù)，考慮氣體的水蒸氣壓力、氧溶解度和亨利常數(shù)作為溫度函數(shù)。

　　反應混合物始終保持在50歲mL。過氧化氫的反應始于加入與活性碳水混合物相同的過氧化氫溶液。

　　為了獲得更多關于活性炭化學性質的信息，研究了其酸性、堿性和氧化還原性質的溶液pH影響過氧化氫中活性炭表面的化學修飾。 。反應混合物和過氧化物的濃度為0.100mol L固定組合物-1和CAT等于2,00x10 -3克·毫升-1 在298K在2-10個溫度下發(fā)現(xiàn)pH初始反應速率在單位溶液范圍內(nèi)沒有顯著變化。該結果與Bohem滴定法給出的活性炭中官能團的組成是一致的，其中活性酸基團與堿基團的比例很低。高錳酸鉀、過氧化氫等強氧化劑會極大地改變影響過氧化氫的表面（圖1），從而推斷活性炭表面還原基團作為過氧化氫的活性點。以下方法對活性炭表面進行化學處理：HNO3濃度5mol L-1 6個小時，用KMnO 4濃度0.08mol L-1在酸H 2 SO 4 濃度為0.5mol L-1 4小時用H 2 ? 2 的30r小時。在每次處理結束時，將活性炭放入索氏提取器一周，直到保證恒定pH值。*后，110活性炭℃干燥至重量不再減輕，然后儲存在干燥器中。

　　討論實驗結果

　　質量比活性炭體積的變化

　　在中，過氧化物的初始濃度被化時，過氧化物的初始濃度被認為是，(a)中1,60x10 -1 mol L-1和( b)在298K的溫度下為7.92×10 -2 mol L -1。相對于活性炭的質量-體積獲得反應順序是一個和表觀速率常數(shù)，? VEL，是約0.11毫升克-1小號-198 K(0.12毫升克-1 小號-1時[H 2 ? 2 ] 0 = 1,60x10 -1 mol-1和0.10毫升克-1小號-1小時[H 2 ? 2 ] 0 = 7,92x10 -2molL -1)。

　　當活性炭(CAT)質量-體積比:(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濃度時的質量-體積比為200x10 -3克·毫升-1。

　　活性炭實驗給出的證據(jù)表明，過氧化氫在活性炭表面分解過程中的化學反應也表明，活性點對應于減少堿性官能團或，因為當活性炭和強氧化劑像高錳酸鉀和過氧化氫一樣處理時，過氧化氫的分解率顯著下降（圖1）。通過研究過氧化氫的初始速度，在初始濃度過氧化物和初始活性炭的數(shù)量和溫度的廣泛影響下獲得的大量實驗數(shù)據(jù)通過平均典型反應速率得到反應，使每個試劑為1.0，用約27千焦mol的活化能-1。雖然這些結果證明了過氧化氫的偽一階定律是正確的，但他們不知道所研究的系統(tǒng)的異質性。*后，實驗數(shù)據(jù)可以通過考慮系統(tǒng)性質的動力學方程來證明，例如Langmuir-Hinshelwood方程令人滿意地處理。在這些條件下，活化能力約為40千焦mol -1。這項工作表明，活性炭分解過氧化氫作為一種表示改性固體催化活性的技術。