活性炭催化分解過(guò)氧化氫

　　動(dòng)力學(xué)研究活性炭催化分解過(guò)氧化氫。實(shí)驗(yàn)研究了反應(yīng)物濃度和溫度的影響。動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)通過(guò)初始反應(yīng)速率的差異方法進(jìn)行評(píng)估。過(guò)氧化氫由于分子的高反應(yīng)性和反應(yīng)中間體的氧化能力(DCPH)催化分解研究廣泛應(yīng)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(luò)合物可能發(fā)生在堿性或還原性活性位點(diǎn)或與金屬離子有關(guān)的位置，如鐵、錳、銅、鈷和釩。

　　過(guò)氧化氫實(shí)驗(yàn)部分活性炭催化分解

　　實(shí)驗(yàn)采用過(guò)氧化氫30%、活性炭碘值1000、亞甲藍(lán)21、35、表征官能團(tuán)。x10 -1m當(dāng)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(tuán)1.12meqg-1。

　　方法

　　過(guò)氧化氫反應(yīng)在溫度控制的雙壁玻璃池中進(jìn)行。然后用差壓傳感器測(cè)量氣壓。為了計(jì)算時(shí)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(yīng)混合物始終保持在50歲mL。過(guò)氧化氫的反應(yīng)始于加入與活性碳水混合物相同的過(guò)氧化氫溶液。

　　為了獲得更多關(guān)于活性炭化學(xué)性質(zhì)的信息，研究了其酸性、堿性和氧化還原性質(zhì)的溶液pH影響過(guò)氧化氫中活性炭表面的化學(xué)修飾。 。反應(yīng)混合物和過(guò)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(gè)溫度下發(fā)現(xiàn)pH初始反應(yīng)速率在單位溶液范圍內(nèi)沒有顯著變化。該結(jié)果與Bohem滴定法給出的活性炭中官能團(tuán)的組成是一致的，其中活性酸基團(tuán)與堿基團(tuán)的比例很低。高錳酸鉀、過(guò)氧化氫等強(qiáng)氧化劑會(huì)極大地改變影響過(guò)氧化氫的表面（圖1），從而推斷活性炭表面還原基團(tuán)作為過(guò)氧化氫的活性點(diǎn)。以下方法對(duì)活性炭表面進(jìn)行化學(xué)處理：HNO3濃度5mol L-1 6個(gè)小時(shí)，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(shí)用H 2 ? 2 的30r小時(shí)。在每次處理結(jié)束時(shí)，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(chǔ)存在干燥器中。

　　討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　質(zhì)量比活性炭體積的變化

　　在中，過(guò)氧化物的初始濃度被化時(shí)，過(guò)氧化物的初始濃度被認(rèn)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(duì)于活性炭的質(zhì)量-體積獲得反應(yīng)順序是一個(gè)和表觀速率常數(shù)，? VEL，是約0.11毫升克-1小號(hào)-198 K(0.12毫升克-1 小號(hào)-1時(shí)[H 2 ? 2 ] 0 = 1,60x10 -1 mol-1和0.10毫升克-1小號(hào)-1小時(shí)[H 2 ? 2 ] 0 = 7,92x10 -2molL -1)。

　　當(dāng)活性炭(CAT)質(zhì)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(guò)氧化氫初始濃度時(shí)的質(zhì)量-體積比為200x10 -3克·毫升-1。

　　活性炭實(shí)驗(yàn)給出的證據(jù)表明，過(guò)氧化氫在活性炭表面分解過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)也表明，活性點(diǎn)對(duì)應(yīng)于減少堿性官能團(tuán)或，因?yàn)楫?dāng)活性炭和強(qiáng)氧化劑像高錳酸鉀和過(guò)氧化氫一樣處理時(shí)，過(guò)氧化氫的分解率顯著下降（圖1）。通過(guò)研究過(guò)氧化氫的初始速度，在初始濃度過(guò)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)平均典型反應(yīng)速率得到反應(yīng)，使每個(gè)試劑為1.0，用約27千焦mol的活化能-1。雖然這些結(jié)果證明了過(guò)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(zhì)性。*后，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以通過(guò)考慮系統(tǒng)性質(zhì)的動(dòng)力學(xué)方程來(lái)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(xiàng)工作表明，活性炭分解過(guò)氧化氫作為一種表示改性固體催化活性的技術(shù)。