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双金属催化剂体系催化过氧化氢分解反应

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过氧化氢被氧化铜催化分解放出氧气符号

过氧化氢被氧化铜催化分解放出氧气符号

过氧化氢被氧化铜催化分解放出氧气符号1. 引言过氧化氢（H2O2）是一种常见的氧化剂，其分解反应可以产生氧气和水。

而氧化铜（CuO）是一种优秀的催化剂，可以促进过氧化氢的分解反应。

本文将探讨过氧化氢在氧化铜催化下的分解反应过程，并重点分析其产生氧气的符号表示。

2. 过氧化氢的分解反应过氧化氢的分解反应可以表示为：2H2O2 → 2H2O + O2在这个反应中，过氧化氢分子分解成水和氧气。

氧气是一个重要的气体，对于生物体的呼吸以及化学反应都至关重要。

了解过氧化氢的分解反应及其氧气的产生过程对我们来说是非常重要的。

3. 氧化铜的催化作用氧化铜是一种常见的金属氧化物，具有优良的催化性能。

在过氧化氢的分解反应中，氧化铜起到了催化剂的作用，能够降低反应的活化能，加速过氧化氢的分解速率，从而增加氧气的产量。

4. 过氧化氢分解放氧气的符号表示根据过氧化氢的分解反应公式，我们可以将其放氧气的符号表示为“O2”。

这个符号表示告诉我们，在过氧化氢分解反应中，确实会产生氧气。

氧气的产生不仅是化学反应过程中的重要产物，也为我们理解反应过程提供了直观的信息。

5. 对过氧化氢分解反应的理解通过氧化铜催化下的过氧化氢分解反应，我们不仅可以得到氧气，还能够了解催化剂在化学反应中的重要作用。

这个过程不仅仅是化学方程式的简单变化，更是我们理解氧气产生过程、催化剂作用机理的重要途径。

6. 个人观点和总结对于过氧化氢被氧化铜催化分解放出氧气的符号表示，我的个人观点是，这个符号表示给我们提供了直观、简洁而又重要的信息，让我们能够从化学方程式中直接了解氧气的产生过程。

通过深入研究这个反应过程，可以加深我们对化学反应及催化机理的理解，对应用型的研究和科学探索有着重要的意义。

过氧化氢被氧化铜催化分解放出氧气的符号表示，不仅仅是简单的化学方程式，更是我们理解化学反应、催化作用和氧气产生过程的关键入口。

通过对这一过程的深入探讨，我们能够更全面、深刻地认识到化学反应的重要性和复杂性，为我们的科学研究和应用实践提供重要的理论指导。

不同催化剂对过氧化氢分解的催化速率探究

不同催化剂对过氧化氢分解的催化速率探究

不同催化剂对过氧化氢分解的催化速率探究
苗伊鸣;杜淑贤
【期刊名称】《化学教学》
【年(卷),期】2011(000)009
【摘要】过氧化氢是实验室制氧的常用试剂，除常用二氧化锰作催化剂外，还有没有其他催化剂呢？为了寻找新型的催化剂，本文将对一些物质进行实验测定，比较它们在同浓度过氧化氢中反应速率的大小。

经过实验，发现NaOH，KOH以及土豆、烟灰都是很好的催化剂。

【总页数】2页(P48-49)
【作者】苗伊鸣;杜淑贤
【作者单位】上海市交大附中,上海200434;上海市交大附中,上海200434
【正文语种】中文
【中图分类】G633.8
【相关文献】
1.DIS探究催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响 [J], 沈燕萍
2.利用手持技术探究催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响 [J], 王春;孙文利;刘洋;赵晓冉
3.利用手持技术探究催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响 [J], 王春;孙文利;刘洋;赵晓冉;
4."不同催化剂对过氧化氢分解反应速率影响"实验装置设计与探究 [J], 王立霞;于
庆水;马静静;袁华;刘伟
5.自制装置研究酶催化剂对过氧化氢分解速率的影响 [J], 李鸿;唐剑;沈永淼
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双金属协同调控G-三链体

双金属协同调控G-三链体

第42 卷第 6 期2023 年6 月Vol.42 No.6707~714分析测试学报FENXI CESHI XUEBAO（Journal of Instrumental Analysis）双金属协同调控G-三链体/血红素比色传感探针的构筑及应用张珊，张燕，高渝萌，黄瑶瑶，蔡慧珊，魏袁，苏小东*，周倩羽*（重庆科技学院化学化工学院，重庆401331）摘要：该文首次将一条富含G碱基的DNA序列（5′-CTGGGAGGGAGGGA-3′）与血红素结合，形成的G-三链体/血红素复合物具有类过氧化氢酶活性，能够催化H2O2的氧化反应，使反应底物2，2′-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（ABTS）由无色变为绿色。

通过对金属离子的筛选，发现K+和Sr2+同时存在能稳定G-三链体结构，基于此构筑了双金属协同调控的G-三链体/血红素比色传感探针，并将其用于H2O2的定量分析。

在最佳实验条件下，溶液的吸光度与H2O2浓度在0.5 ~ 4.5 mmol/L范围内呈现良好的线性关系，检出限为0.07 mmol/L。

将该方法用于牛奶中H2O2的检测，加标回收率为92.5% ~ 103%，相对标准偏差为1.2% ~5.4%。

该探针具有碱基序列短、成本低廉、适用性强等诸多优势，为G-三链体功能化核酸探针的研究提供了新的思路。

关键词：G-三链体；血红素；钾离子；锶离子；比色探针；协同调控中图分类号：O657.3；O629.74文献标识码：A 文章编号：1004-4957（2023）06-0707-08Construction and Application of a Bimetallic Co-regulated G-triplex/Hemin Colorimetric Sensing ProbeZHANG Shan，ZHANG Yan，GAO Yu-meng，HUANG Yao-yao，CAI Hui-shan，WEI Yuan，SU Xiao-dong*，ZHOU Qian-yu*（School of Chemistry and Chemical Engineering，Chongqing Institute ofScience and Technology，Chongqing 401331，China）Abstract：A bimetallic co-regulated G-triplex/hemin colorimetric sensing probe for the quantitative analysis of H2O2was constructed in this paper．Firstly，a G-rich DNA sequence（5′-CT⁃GGGAGGGAGGGA-3′） was bound to hemin，forming a G-triplex/hemin complex with peroxidase-like activity that catalyzes the oxidation of H2O2，causing the reaction substrate to change from color⁃less to green，which was used as the output module of the sensor．Then by screening the metal ions，it was found that the G-triplex structure could be stabilized in the simultaneous presence of K+and Sr2+．Under the optimal experimental conditions，the absorbance of the solution showed a good linear relationship with H2O2 in the concentration range of 0.5－4.5 mmol/L，and the limit of detection was 0.07 mmol/L．The method was used for the determination of H2O2 in milk．The spiked recoveries ranged from 92.5% to 103%，with the relative standard deviations of 1.2%－5.4%．With the advan⁃tages of short base sequence，low cost and high applicability，the probe provides a new idea for the research of G-triplex functionalized nucleic acid probes.Key words：G-triplex；hemin；K+；Sr2+；colorimetric probe；co-regulatedG-三链体（G-triplex，G3）是近年来发现的一种新型DNA二级结构，由富含三段连续G碱基的核酸序列组装而成，被认为是G-四链体（G4）折叠过程的中间体［1－2］。

3 催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响的实验改进

3 催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响的实验改进

试剂：6﹪H2O2 溶液、MnO2、Fe2O3、蒸馏水、其他可作催化剂的物质（自 选）。
可选土豆也可选红砖粉末。
计算 5mL6﹪H2O2 溶液在标况下大约产生约 100mL 氧气 实验方法
1、50mL 的氯化钠注射用液点滴瓶代替锥形瓶，
2、用一次性注射器准确量取 5mL6﹪H2O2 溶液，把催化剂放入 50mL 的氯化 钠注射液点滴瓶中。
4
这种实验的不足之处：
1.锥形瓶的底部表面积比较大，分液漏斗中的 H2O2 溶液在滴入锥形瓶中， 不能保证溶液与催化剂充分接触。
2.由于分液漏斗中的 H2O2 溶液不是一起落入锥形瓶中，而反应的速率有块 又慢，过氧化氢不是平缓的放出，当瓶内产生大量氧气时，瓶内压强过大，使溶
液很难往下滴。
3.量筒倒置在水槽中，在 15s、30s、45s、60s 时观察产生氧气的体积时不准 确。
需时间/s
收集 2 瓶氧气所
需时间/s
反应结束所需的
时间/s
3
实验改进的优点 1.用 50mL 的氯化钠注射用液点滴瓶代替锥形瓶，瓶底的面积小，可增大与 催化剂的接触面积。 2.用一次性注射器一次把溶液注入，在时间上能保证同步性。 3.记录收集一瓶气体、两瓶气体时间，会减小由上述观察带来的误差。 由于影响化学反应的因素有很多，如温度、浓度等，而上述反应又是一个放 热反应随着反应的进行，溶液温度升高，化学反应速率必然增快，而随着反应物 的浓度减小，其速率也必然减小，上述实验方法的改进，也是我的个人的一点看 法，还需与大家一起交流。
3、用一次性输液器代替另一导管。
4、把 5mL6﹪H2O2 溶液用注射器一次完全注入瓶中。 5、用排水法用另外两个 纪
录收集一瓶、收集两瓶及不再产生氧气所需的时间。

双金属芬顿体系氧化水中有机物的效能与机理研究

双金属芬顿体系氧化水中有机物的效能与机理研究

双金属芬顿体系氧化水中有机物的效能与机理研究作为一种氧化剂，过氧化氢（H2O2）具有廉价、安全、对环境无次生污染的优势。

但是，H2O2自身的氧化能力并不强，在实际应用中需要一定的活化手段，如何高效的活化H2O2一直是研究者们关注的热点问题。

最简单的活化方法就是利用铁盐活化，也就是Fenton反应体系。

Fenton体系具有反应物简单、易于操作、氧化能力强等优点，但也有其固有的缺陷，例如，适用的pH范围过窄，反应最佳的pH值在3.0左右，反应过程中的三价铁容易沉淀，形成大量的铁泥等。

因此，有许多研究专注于如何进一步改善Fenton反应体系，例如，在Fenton 体系中引入光、电、超声等能量，在体系中添加络合剂防止铁的沉淀，将铁进行负载或是直接利用铁氧化物催化等等。

实际上，在水处理技术中，好的改善方式的关键在于能够用简单的方法提高Fenton体系产生HO的效率以及对有机物的氧化效能。

本文首先研究了几种过渡金属离子Cu(II)、Mn(II)、Ce(III)、Co(II)、Ni(II)是否具有催化分解H2O2的能力，以及它们对Fe(II)和Fe(III)催化分解H2O2的影响。

实验结果表明，这几种金属离子自身均无明显的分解H2O2的能力，其中，Cu(II)、Mn(II)、Ce(III)对Fe(II)和Fe(III)分解H2O2的过程有影响。

相应的，这三种离子也能影响Fe(II)/H2O2和Fe(III)/H2O2体系对有机物的氧化效能，影响程度与反应条件密切相关。

在此基础上，文中利用Cu(II)、Mn(II)、Ce(III)的强化作用，建立了三种具有明显优势的双金属Fenton体系Fe/Mn、Fe/Cu、Fe/Ce，作进一步研究。

为了进一步考察Fe/Mn双金属Fenton体系的氧化效能与机理，本文选取苯甲酸（BA）作为目标物进行了研究。

其中，Mn(II)对Fenton体系的强化作用主要体现在对Fe(III)和H2O2反应过程的强化。

非均相类Fenton体系催化氧化脱除模拟汽油中噻吩

非均相类Fenton体系催化氧化脱除模拟汽油中噻吩

非均相类Fenton体系催化氧化脱除模拟汽油中噻吩田亚杰;姚月;支岩辉;吕树祥【摘要】以Fe元素作为主要金属组分,γ-Al2O3为载体,制备负载不同第二金属组分的XO-Fe2O3/γ-Al2O3双金属催化剂(X为La,Ce,Co,Cu),采用XRD、SEM、氮气吸附-脱附等手段对催化剂进行表征;以H2O2为氧化剂,噻吩为模型硫化物,将含噻吩的正辛烷作为模拟汽油,研究非均相类Fenton试剂催化氧化脱硫过程,考察催化剂中金属元素种类、n(H2O2)/n(S)、催化剂用量等对氧化脱除噻吩效果的影响.结果表明:Fe2O3/γ-Al2O3具有一定的催化H2O2氧化脱硫活性,非均相类Fenton试剂可以催化H2O2产生·OH;在Fe2O3/γ-Al2 O3中掺杂少量其它金属可以改变其催化活性,其中以加入Cu后的催化剂活性最高,Cu起到了催化剂助剂的作用,催化剂呈现明显的介孔性质;对于30 mL噻吩质量分数为526μg/g的模拟汽油,以CuO-Fe2O3/γ-Al2O3为催化剂,在反应温度333 K、催化剂加入量0.2g、n(H2O2)/n(S)=7.40、反应时间120 min的条件下,噻吩脱除率达到95.3％以上,有效硫质量分数降至9.4μg/g,达到超深度脱硫效果.【期刊名称】《石油炼制与化工》【年(卷),期】2015(046)004【总页数】6页(P16-21)【关键词】非均相类Fenton体系;催化氧化;汽油;过氧化氢;噻吩【作者】田亚杰;姚月;支岩辉;吕树祥【作者单位】天津科技大学材料科学与化学工程学院,天津300457;天津科技大学材料科学与化学工程学院,天津300457;天津科技大学材料科学与化学工程学院,天津300457;天津科技大学材料科学与化学工程学院,天津300457【正文语种】中文汽油中含硫化合物主要为硫醇、硫醚、二硫化物及噻吩类含硫化合物。

目前，加氢脱硫是已实现工业化的主要脱硫方式[1]。

双金属单原子催化剂 类芬顿

双金属单原子催化剂类芬顿
双金属单原子催化剂是一种具有高活性和选择性的催化剂，通常由两种不同的金属原子组成。

这些催化剂在化学反应中能够提供独特的活性位点，从而促进反应的进行。

类芬顿反应是一种利用过氧化氢和催化剂产生自由基的氧化反应。

在类芬顿反应中，过氧化氢在催化剂的作用下分解产生羟基自由基（·OH），这些自由基具有很强的氧化能力，可以用于降解有机污染物、杀菌、消毒等。

将双金属单原子催化剂应用于类芬顿反应中，可以提高反应的效率和选择性。

这些催化剂可以通过调节金属原子的组成和结构，从而优化催化剂的活性和选择性，实现更好的催化效果。

目前，双金属单原子催化剂在类芬顿反应中的应用还处于研究阶段，但已经取得了一些重要的进展。

未来，随着研究的深入，双金属单原子催化剂在类芬顿反应中的应用将会更加广泛。

探究不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响

课题：探究不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响【学习目标】（一）知识与能力：1.探究不同催化剂对同一反应的催化效果，用比较法通过定性和定量实验，来寻找实验的最佳方案。

认识催化剂、有效碰撞、活化能等理论。

2.提高学生处理实验数据和分析实验结果的能力。

3. 常识性介绍不同催化剂对反应速率影响。

（二）过程与方法：1.先定量实验，后让学生更深的认识催化剂概念。

2. 要让学生在化学实验的探究中，体会“定量记时比较法”的实际应用3. 要培养学生把化学知识与日常化工生产中遇到的实际问题联系起来考虑，并由此提出问题，提高学生的抽象概括能力、形成规律性认识的能力。

【学习重点】建立催化剂的概念，通过定性观察实验现象和定量记时比较分析，认识不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响【学习难点】正确理解催化剂对化学反应速率的影响，定量记时比较法在化学实验中的应用【学习过程】知识准备1、实验目的比较不同的催化剂对过氧化氢分解速率的影响的差异，从中认识到催化剂的种类、用量及其形状的选择对实验效果的影响。

2、实验原理(1)反应原理：2H2O2 == 2H2O + O2↑(2)实验方法：比较法(3)考虑实验设计依据:a、确定判断依据----相同时间内产生氧气的体积b、设计反应实验装置----测定相同时间产生氧气的体积c、排除干扰因素----控制好与实验相关的各项反应条件3、实验仪器及药品实验仪器：托盘天平、钥匙、具支试管、导管、橡胶管、水槽、10ml量筒、50ml量筒、计时器、试管实验试剂：6％H2O2溶液、MnO2、Fe2O3、CuCl2、蒸馏水【课堂探究】过氧化氢在一定条件下的分解的化学方程式是：思考：1、影响H2O2分解速率大小的因素有哪些？2、常用于H2O2分解的催化剂有哪些？3、猜测：影响催化剂催化效果的因素可能有哪些呢？活动探究：探究同质量不同种类催化剂对H2O2分解速率大小的影响。

小组讨论：如何设计实验方案呢？另外，这是一个多变量条件下的实验，在实验设计时应注意什么？思考：1、可以借助一些什么现象观察到一个反应发生的快慢？2、怎样去定量比较反应进行的快慢？有下列制氧气的装置，你选择哪一个呢？为什么？（讨论设计定量测量气体的装置）【实验探究一】现提供如下试剂：6％H2O2溶液、MnO2、Fe2O3、CuCl2请同学们动手实验：探究不同催化剂对H2O2分解速率的影响。

催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响


2、酶是蛋白质，具有蛋白质的特性，酶能催
化很多化学反应，图中表示酶参加的反应 中，温度与反应速率的关系，解释曲线变化
原因
.
作业： 1、查阅资料，了解H2O2分解反应速率的因素。 2、作业本，P43
根据上述实验目的设计相关实验方案
实验 1:比较Leabharlann 2O2在不同催化剂作用下的分解情况:
H2O2 A B C
H2O2 D
向A试管中滴加2~3滴的FeCl3溶液,向B试管中 加少量MnO2粉末,向试管C中加入自选催化剂,D留 作对比用,观察四支试管中发生的实验现象.
你的结论?
ABC三支试管中均有气泡冒出,B试 管内的反应相对剧烈.
100多年前，有个化学魔术师“神杯”的故事：有一 天，瑞典化学家柏齐利阿斯在化学实验室忙碌地进行 着实验，傍晚，他的妻子玛利亚准备了酒菜宴请亲友， 祝贺他的生日。柏齐利阿斯沉浸在实验中，把这件事 全忘了。直到玛利亚把他从实验室拉出来，他才恍然 大悟，匆忙地赶回家。一进屋，客人们纷纷举杯向他 祝贺，他顾不上洗手就接过一杯蜜桃酒一饮而尽。当 他自己斟满第二杯酒干杯时，却皱起眉头喊着：“玛 课题 2 利亚，你怎么把醋拿给我喝！？”玛利亚和客人们都 催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响 楞住了，仔细瞧着那瓶子，还倒出一杯来大家品尝， 一点儿没有错，确实是又甜又香的蜜桃酒呀！柏齐利 阿斯随手把自己倒的那杯酒递过去，玛利亚喝了一口， 酸得吐了出来，也说：“甜酒怎么一下子变成酸醋 海宁一中 了？”客人们纷纷凑近过来，观察着、猜测着这“神 周斌强 杯”发生的怪事。
实验步骤 向盛有5ml 15%的H2O2溶液 的试管中加入少量的 ________（某酸），然后把 带火星的木条伸入试管中。 向盛有5ml 15%的H2O2溶液 的试管中加入少量的 ， 然后把带火星的木条伸入试 管中。 实验现象 实验结论

过氧化氢溶液制取氧气

过氧化氢溶液制取氧气化学方程式：2H2O2=2H2O+O2。

过氧化知氢制取氧气要用二氧化锰为催化剂。

1、过氧化氢：化学式为H2O2，其水溶液俗称双氧水，外观为无色透明液体，是一种强氧化剂。

过氧化氢在常温可以发生分解反应生成氧气和水（缓慢分解），在加热或者加入催化剂后能加道快反应，催化剂有：二氧化锰、硫酸铜、碘化氢、二氧化铅专、三氯化铁、氧化铁，及生物体内的过氧化氢酶等。

2、二氧化锰催化过氧化氢分解的公式：
H2O2 + MnO2 +2H+ = Mn2+ + 2H2O + O2
Mn2+ + H2O2 = MnO2 + 2H+
MnO2虽然参与了化应反应，但在属反应前后质量和性质都没有发生变化，而且加快了反应速率，故二氧化锰是作为过氧化氢分解的催化剂。

总反应为：2H2O2=2H2O+O2。

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反应条件 : t = 30 ! ; 催化剂 5 mL; H 2 O 2 溶液 10 mL
2. 2
第二金属组分对过氧化氢分解反应的影响 如表 2 所示 : 在催化过氧化氢分解过程中 , 双金属协同催化作用是一种普遍存在的现象. 不仅 Cu
2+
,其
他主族金属离子如 K , Ca , 过渡金属离子如 M n
2 2 [ 3] [ 1] [ 2] -
. 由于双金属催化剂存在着各种各
[ 4- 5]
样的组合 , 加入的第二种金属可以是贵金属或轻过渡金属, 所以双金属催化剂具有很大的开发潜力
. 本
文作者以双金属催化剂来催化分解 H O , 以研究其动力学性质, 既具有一定的理论意义, 又具有一定的应 用价值.
1
反应条件 : t = 30 ! ; 催化剂 5 mL; H 2 O 2 溶液 10 mL
2. 4
不同催化剂体系催化过 氧化氢分解反应的 活化能 分别在 25 ! 、 30 ! 、 35 ! 、 40 ! 、 45 ! , 测量
并 计 算 CuCl2 、 F eCl3 、 F eCl3 H Cl、 F eCl3 CuCl2 、 FeCl3 CuCl2 H Cl 五种催化剂体系的速率常数, 以 lnk 对 1/ T 作图 , 由阿伦尼乌斯经验公式得图 1. 由图 1 可以看到 , 在 25 ! 到 45 ! 的温度范围内, 催化剂的活性随温度的升高而增加 , 五种催化剂 体系的速率常数都很好的符合阿伦尼乌斯经验公 式. 由图 1 计算出五种催化剂体系的活化能 . 如 表 4 所示 , 在催化剂的催化作用下 , 过氧化氢分解 反应的活化能都有明显降低.
Decomposition reaction of hydrogen peroxide catalyzed by dual metal catalyst systems
ZH ANG Jun, LI Yun ping , WAN G Bao yu
( D ep art ment of Che mist ry and Chemi cal En gi neer ing , L uoy ang T eacher s Col le ge , L uoyang 471022 , H enan , Chi na)
2
2. 1
结果与讨论
不同催化剂体系对过氧化氢分解反应的影响 由表 1 可见 : 30 ! 时 , 用 FeCl3 和 CuCl2 作为催化剂催化分解过氧化氢, 两种催化剂都催化过氧化氢的
分解 ( Run 1, 2) ; 但与 Run 3, 4 比较发现 , 双金属催化剂比单金属催化剂有着更好的催化性能 , 其速率常数 大于两种单金属催化剂速率常数的加和 , 可见通过两种金属的协同作用, 可以取得单金属催化剂所没有的高 活性 , 能显著加速过氧化氢的分解 . 比较 Run 3, 4 还可以发现, 对于第二金属组分 , 起催化作用的主要为金 属离子, 阴离子 ( Cl- , SO 24 ) 对反应没有明显的影响.
[ 5]
图 1 不同催化剂体系催化过氧化氢分解的阿 伦尼乌斯曲线 Fig. 1 A rr henius% s curve o f different cat aly st sy st ems
R 0. 997 67 0. 998 72 0. 998 52 0. 999 03 0. 997 23
3
小结
双金属催化剂比单金属催化剂有着更好的催化性能, 其速率常数大于两种单金属催化剂速率常数的加
表 4 不同催化剂体 系的活化能 T able 4 A ctiv ation energ y of differ ent catalyst systems Run 1 2 3 4 5 6 Catalyst CuCl 2 FeCl3 F eCl 3 HCl F eCl 3 CuCl2 FeCl3 CuCl 2 H Cl E a( kJ/ mo l) 220. 00 128. 97 80. 67 113. 58 102. 61 96. 16
第1期
张 俊等 : 双金属催化剂体系催化过氧化氢分解反应
59
均为市售分析纯试剂 . 1. 2 实验原理 过氧化氢的分解反应式为: H 2 O 2 ∀ H 2 O+ 1/ 2O 2 , 为一级反应 , 实验采用量气法测量 t 时刻的 V t , 以 ln( V # - V t ) / V # 对 t 作图得一直线, 斜率的数值即为速率常数 k. 1. 3 实验步骤 称取 0. 02 mol FeCl3 , 0. 002 mol CuCl2 , 加蒸馏水定容至 100 mL , 得到双金属催化剂 F eCl3 CuCl2 ; n ( Fe) ∃ n( Cu) = 10 ∃ 1. 其他双金属催化剂体系用相同方法配制 . 称取 0. 02 mol FeCl3 , 0. 002 mo l CuCl2 , 4 mo l/ L H Cl 溶液 10 mL , 加蒸馏水定容至 100 mL , 得到双金 属催化剂 F eCl3 CuCl2 H Cl. 1. 3. 2 活化能的测定 依次调节恒温槽温度为 25 ! , 30 ! , 35 ! , 40 ! , 45 ! . 测量不同温度下的过氧化氢分解反应的速率 常数 k , 根据阿伦尼乌斯公式 : ln k = - E a / R T + B, 求出反应的活化能. 1. 3. 1 双金属催化剂的配制
表2 T able 2 Run 1 2 3 4 5 6 7
+
2+
2+
, Ni , Z n , 都能显著加速过氧化氢的分解 .
2+
2+
第二金属组分对过氧化氢分解反应的影响
Effect of the seco nd metal o n decompositio n reaction of hy dr og en pero xide Catalyst FeCl3 F eCl 3 CuCl2 FeCl3 K Cl FeCl3 M nCl2 F eCl3 CaCl 2 FeCl3 N iCl2 F eCl3 ZnCl 2 Rate constant k ( 1/ s) 0. 009 6 0. 012 1 0. 012 5 0. 026 1 0. 014 5 0. 012 4 0. 014 4 R 0. 998 75 0. 998 24 0. 996 12 0. 999 38 0. 999 25 0. 998 04 0. 998 65
表 1 不同催化剂体系对过氧 化氢分解反应的影响 T able 1 Effect of differ ent catalyst systems on decom position r eaction of hydro gen per ox ide Run 1 2 3 4 Catalyst FeCl3 CuCl 2 F eCl 3 CuCl2 FeCl3 CuSO 4 Rate constant k ( 1/ s) 0. 009 6 0. 001 3 0. 012 1 0. 011 9 R 0. 998 75 0. 997 41 0. 998 24 0. 993 57
反应条件 : t = 30 ! ; 催化剂 5 mL; H 2 O 2 溶液 10 mL
2. 3
酸性环境对过氧化氢分解反应的影响 如表 3 所示: 酸性环境对催化过氧化氢分解有明显的抑制作用 , 无论是单金属体系 ( Run 1、 2) , 还是双金
属体系( Run 3 、 4) , 这种抑制作ecomposition react ion of hydrog en pero xide cat alyzed by dual met al cat alyst sys tems w as invest igat ed, and t he act ivation energ y for various cataly st syst ems w as m easured. Result s show t hat dual m et al cat alysts hav e g ood cat alyt ic per for mance f or the deco mposit ion react ion of hydrog en perox ide, and t here ex ist s syner gist ic cataly tic f unct ion f or t he dual met al cat alyst sy st ems. H ow ever, acidic enviro nm ent sig nif icantly ret arded t he cataly zed decomposi tio n of hydr ogen pero xide. Keywords: dual met al cat alyst; hydrogen per oxide; decomposit ion react ion 作为一种 绿色 试剂 , H 2 O 2 广泛用于化工、 纺织、 造纸、 军工、 电子、 航天、 医药、 食品、 建筑及环境保护等 行业 , 可扮演氧化剂、 漂白剂、 消毒剂、 脱氧剂、 聚合物引发剂和齐联剂等角色, 同时过氧化氢能加速人体的衰 老过程, 缩短人的寿命, 具有致癌危险性等. 纯净的过氧化氢是比较稳定的, 在 30 ! 时, 纯的 H 2 O2 一年的分 解率仅为 1% . 催化分解过氧化氢的研究对于进一步研究消除生物体代谢过程中的伴生物 H O , 延缓衰老、 防止癌变及其他疾病具有重要作用 . 目前 , 对 H 2 O 2 催化分解的研究主要集中在新型催化剂的开发上 . 双金属催化剂是过去几十年来催化领域的研究热点之一 , 第二种金属( 即使本身无活性 ) 的加入能够改 变反应的活性和选择性, 特别是能够改善催化剂的稳定性 , 它在许多催化反应中表现出不同寻常的活性 , 通 过两种金属的协同作用, 可以取得单金属所没有的高活性和高选择性
催化剂对过氧化氢分解反应具有良好的催化性能 , 且双金属催 化剂存在协 同催化 作用 ; 而酸性 环境对过 氧化氢 催化分解有明显的抑制作用 . 关键词 : 双金属催化剂 ; 过氧化氢 ; 分 解反应 中图分类号 : O 643. 13 文献标志码 : A 文章编号 : 1008- 1011( 2011) 01- 0058- 03