យន្តការពង្រឹងការរិចរិលនៃសារធាតុអ៊ីដ្រូសែន peroxide ក្នុងដំណើរការអុកស៊ីតកម្មកម្រិតខ្ពស់

កាតាលីករអ៊ីដ្រូសែន peroxide ធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវការរិចរិលនៅក្នុងដំណើរការអុកស៊ីតកម្មកម្រិតខ្ពស់ (AOPs) តាមរយៈយន្តការសំខាន់ៗចំនួនបួន. ទីមួយ, ប្រតិកម្មដូច Fenton បំលែង H₂O₂ ទៅជារ៉ាឌីកាល់អ៊ីដ្រូស៊ីលដែលមានប្រតិកម្មខ្លាំងតាមរយៈការផ្ទេរអេឡិចត្រុង. ទីពីរ, ទីតាំងសកម្មនៅលើផ្ទៃកាតាលីករ និងការផ្ទេរម៉ាស់កាន់តែប្រសើរឡើង បង្កើនសកម្មភាព H₂O₂. ទីបី, ការជិះកង់ redox ក្នុងចំណោមលោហធាតុជាច្រើន បន្ថយថាមពលប្រតិកម្ម. ទីបួន, ផ្លូវមិនរ៉ាឌីកាល់ (អុកស៊ីសែន singlet, ប្រភេទដែក-oxo មានតម្លៃខ្ពស់។) បើកការរិចរិលជ្រើសរើស និងមានប្រសិទ្ធភាព. ជាលទ្ធផល, យន្តការទាំងនេះដំណើរការជាមួយគ្នា. ជាលទ្ធផល, ពួកគេអនុញ្ញាតឱ្យកាតាលីករអ៊ីដ្រូសែន peroxide បង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការជីកយករ៉ែ និងការប្រើប្រាស់ H₂O₂ នៅទូទាំងជួរ pH ដ៏ធំទូលាយ និងនៅក្នុងម៉ាទ្រីសទឹកស្មុគស្មាញ។.

Minstrong អ៊ីដ្រូសែន peroxide កាតាលីករ

1. ប្រតិកម្មដូច Fenton: ជំនាន់រ៉ាឌីកាល់ដែលជំរុញដោយការផ្ទេរអេឡិចត្រុង

នៅក្នុងប្រតិកម្ម Fenton ដូចគ្នា។, Fe²⁺ បរិច្ចាគអេឡិចត្រុងមួយទៅ H₂O₂. វាបង្កើតរ៉ាឌីកាល់ hydroxyl (· អូ): Fe²⁺ + H₂O₂ → Fe³⁺ + · អូ + អូហូ⁻. រ៉ាឌីកាល់ hydroxyl មានសក្តានុពលអុកស៊ីតកម្មខ្ពស់ដូច 2.80 វ. ដូច្នេះ, វា​អាច​មិន​រើស​យក​សារធាតុ​ពុល​សរីរាង្គ​ភាគ​ច្រើន​ដោយ​មិន​ជ្រើសរើស. ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ, ប្រព័ន្ធធម្មតាមានបង្អួច pH តូចចង្អៀត (2– ៤). វាក៏បង្កើតបាននូវសំណល់ជាតិដែកយ៉ាងច្រើន និងធ្វើឱ្យការស្តារកាតាលីករពិបាក.

កាតាលីករអ៊ីដ្រូសែន peroxide ច្រើនប្រភេទ យកឈ្នះលើគុណវិបត្តិទាំងនេះ. ជាក់លាក់, ពួកគេផ្ទុកលោហៈសកម្ម (ហ្វេ, គ, ម) នៅលើការគាំទ្រ porous. ឧទាហរណ៍, យកកាតាលីករ Hopcalite របស់ Minstrong (អុកស៊ីដលាយទង់ដែងម៉ង់ហ្គាណែស). ផ្ទៃរបស់វាមាន Cu²⁺/Cu⁺ និង Mn⁴⁺/Mn³⁺ គូ redox. គូទាំងនេះបន្តកាតាលីករ H₂O₂ ដើម្បីផលិត·OH. ជាងនេះ។, កាតាលីករអាចស្តារឡើងវិញបាន។, ហើយជួរ pH ដែលអាចអនុវត្តបានរបស់វាលាតសន្ធឹងដល់ 4-9. ការពិសោធន៍បង្ហាញថា កាតាលីករទង់ដែង-ម៉ង់ហ្គាណែសដែលគាំទ្រ បំផ្លាញសារធាតុពុល phenolic លឿនជាងប្រព័ន្ធ Fe²⁺ ដូចគ្នា 2-3 ដង.

2. ការធ្វើឱ្យសកម្មផ្ទៃ-ចំណុចប្រទាក់: ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃគេហទំព័រសកម្ម និងការផ្ទេរដ៏ធំ

កត្តាពីរយ៉ាងមានឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងទៅលើប្រសិទ្ធភាពនៃការរិចរិលនៃកាតាលីករអ៊ីដ្រូសែន peroxide. មួយគឺជាសកម្មភាពខាងក្នុងនៃគេហទំព័រសកម្ម. មួយទៀតគឺអត្រាផ្ទេរម៉ាស់នៃប្រតិកម្ម. ដូច្នេះ, ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពទាំងពីរគឺចាំបាច់.

កាតាលីករអាតូមតែមួយ (ឧ., រចនាសម្ព័ន្ធ Fe-N₄) សម្រេចបាននូវការលៃតម្រូវកម្រិតអាតូមិច. ពួកគេនិយមលើកកម្ពស់ការបំបែក heterolytic នៃ H₂O₂. នេះបង្កើតប្រភេទសត្វអុកដែលមានជាតិដែកខ្ពស់។ (ហ្វេ(IV)=O). នៅក្នុងផ្លូវនេះ។, ការប្រើប្រាស់ H₂O₂ អាចទៅដល់ខាងលើ 90%. លើសពីនេះទៀត។, វាជៀសវាងការពន្លត់រ៉ាឌីកាល់ដោយ anions.

កន្លែងទំនេរអុកស៊ីសែននៅក្នុងអុកស៊ីដលោហៈ ដូចជាម៉ង់ហ្គាណែសឌីអុកស៊ីត បម្រើជាមជ្ឈមណ្ឌលធ្វើឱ្យសកម្ម. ពួកគេបន្ថយថាមពលនៃការបំបែកចំណង O-O. ឧទាហរណ៍, កាតាលីករម៉ង់ហ្គាណែសឌីអុកស៊ីតដែលបានធ្វើឱ្យសកម្មរបស់ Minstrong កែតម្រូវកំហាប់អុកស៊ីហ្សែនដោយគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាព calcination. ជាលទ្ធផល, ការកែតម្រូវនេះកាត់បន្ថយថាមពលសកម្មនៃការរំលាយកាតាលីករពីប្រហែល 50 kJ/mol ទៅខាងក្រោម 35 kJ/mol.

បន្ថែម, បង្កើតកាតាលីករទៅជារចនាសម្ព័ន្ធ monolithic (ឧ., នៅលើសេរ៉ាមិច Honeycomb) កាត់បន្ថយភាពធន់នឹងការសាយភាយ. នៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រលំហូរបន្ត, កាតាលីករ monolithic បង្កើនការដក COD ដោយ 15-20 ភាគរយបើប្រៀបធៀបទៅនឹងកាតាលីករម្សៅ.

3. ការរួមផ្សំពហុលោហៈ: ការបង្កើនល្បឿននៃការជិះកង់ Redox

កាតាលីករដែកតែមួយ ជារឿយៗប្រឈមនឹងការកំណត់ពីការបំប្លែង valence-state យឺត. ឧទាហរណ៍, ការកាត់បន្ថយ Fe³⁺ ទៅ Fe²⁺ គឺយឺត. ដូច្នេះ, ការណែនាំលោហៈទីពីរបង្កើតជាប្រព័ន្ធរួមបញ្ចូលគ្នា bimetallic. នេះបង្កើនល្បឿនផ្ទេរអេឡិចត្រុងយ៉ាងសំខាន់.

យកកាតាលីករ Hopcalite (ប្រហែល 40% CuO + 60% MnO₂) ជាឧទាហរណ៍. Cu⁺ បំប្លែង H₂O₂ ដើម្បីផលិត·OH ហើយបន្ទាប់មកកត់សុីទៅជា Cu²⁺. ទន្ទឹមនឹងនេះ, គូ Mn³⁺/Mn⁴⁺ ដែលនៅជិតខាងផ្ទេរអេឡិចត្រុងយ៉ាងលឿនទៅ Cu²⁺. វាកាត់បន្ថយ Cu²⁺ ត្រឡប់ទៅ Cu⁺, បិទវដ្តកាតាលីករ.

ការពិសោធន៍ប្រៀបធៀបបង្ហាញលទ្ធផលដូចខាងក្រោមសម្រាប់ការរិចរិល 120 នាទីនៃ Rhodamine B: – CuO តែមួយ: អំពី 55% – MnO₂ ទោល: អំពី 42% – កាតាលីករសមាសធាតុទង់ដែងម៉ង់ហ្គាណែស: 89%

នៅក្នុងប្រព័ន្ធ ternary, សម្រេចបាន Fe-Mn-Cu@Al₂O₃ 82.08% ការដក quinoline ចេញពីខាងក្នុង 6 ម៉ោង. គូស្វាមីភរិយា redox ជាច្រើន។ (Fe³⁺/Fe²⁺, Mn⁴⁺/Mn²⁺, Cu²⁺/Cu⁺) បង្កើតបណ្តាញផ្ទេរអេឡិចត្រុងដ៏ស្មុគស្មាញ. ជាលទ្ធផល, បណ្តាញនេះទប់ស្កាត់ការបំផ្លិចបំផ្លាញគ្មានប្រសិទ្ធភាពនៃ H₂O₂.

4. ផ្លូវមិនរ៉ាឌីកាល់: ការផ្លាស់ប្តូរពីវិសាលគមទូលំទូលាយទៅជាអុកស៊ីតកម្មជ្រើសរើស

កាតាលីករអ៊ីដ្រូសែន peroxide មិនដំណើរការតែតាមរយៈផ្លូវ · OH ទេ។. ជំនួសវិញ។, អុកស៊ីសែន singlet (¹O₂) និងប្រភេទដែក-oxo មានតម្លៃខ្ពស់។ (ហ្វេ(IV)=O, ម(វ)=O) ផ្តល់ជម្រើសជំនួស. ពួកវាមានអាយុកាលយូរជាង និងការជ្រើសរើសខ្ពស់ជាង. ឧទាហរណ៍, ¹O₂ មានអាយុកាលមីក្រូវិនាទី, ខណៈពេលដែល · OH មានរយៈពេលត្រឹមតែ nanoseconds.

នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌអាល់កាឡាំង, កាតាលីករអាតូមតែមួយកន្លែងពីរ (ឧ., CuFe-PCN) លើកកម្ពស់ការមិនសមាមាត្រនៃ H₂O₂ ដើម្បីបង្កើត¹O₂. អុកស៊ីសែន Singlet វាយប្រហារក្រុមដែលសម្បូរអេឡិចត្រុងជាអាទិភាព. វាក៏ទប់ទល់នឹងការជ្រៀតជ្រែករបស់អ៊ីយ៉ូដផងដែរ។. ជាក់លាក់, ការពិសោធន៍បង្ហាញថានៅ pH = 13, អត្រាប្រតិកម្មគឺថេរ 75 ដងខ្ពស់ជាងនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌអាស៊ីត. ជាងនេះ។, កាតាលីករបង្ហាញមិនបាត់បង់សកម្មភាពបន្ទាប់ពី 12 ការប្រើប្រាស់ជាបន្តបន្ទាប់.

ផ្លូវធម្មតាមួយទៀតដែលមិនមែនជារ៉ាឌីកាល់បានមកពីកាតាលីករអាតូមតែមួយដែក (Fe₁-GO). ជាមួយនឹងកម្រិតថ្នាំ H₂O₂ ទាបបំផុត។ 2 ម.ម, កាតាលីករនេះបង្កើត Fe(IV)=O. វារក្សាខាងលើ 95% ការដកថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិចផ្សេងៗ ក្នុងរយៈពេលបួនវដ្តជាប់គ្នា។. លើសពីនេះទៀត, ហ្វេ(IV)=O មិន​មាន​អារម្មណ៍​ចំពោះ · OH អ្នករើសអេតចាយ (ដូចជា chloride ions និង tert-butanol). ដូច្នេះ, វាដំណើរការល្អសម្រាប់ទឹកសំណល់ដែលមានជាតិប្រៃខ្ពស់។.

កាតាលីករដ៏ល្អមួយគួរតែកែតម្រូវផ្លូវទាំងពីរដោយថាមវន្ត. នៅលើដៃម្ខាង, នៅក្នុងទឹកសំណល់ដែលមានជាតិប្រៃទាប, វាអាចប្រើ · OH សម្រាប់ការជីកយករ៉ែយ៉ាងឆាប់រហ័ស. ម្យ៉ាងវិញទៀត, នៅក្នុងជាតិប្រៃខ្ពស់។, ទឹកសំណល់អាល់កាឡាំង, វាអាចប្តូរទៅផ្លូវមិនរ៉ាឌីកាល់ ដើម្បីរក្សាការរិចរិល.

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

យន្តការពង្រឹងការរិចរិលនៃកាតាលីករអ៊ីដ្រូសែន peroxide នៅក្នុងដំណើរការអុកស៊ីតកម្មកម្រិតខ្ពស់បានពង្រីក. ពួកគេបានផ្លាស់ប្តូរពីប្រតិកម្មរ៉ាឌីកាល់ Fenton តែមួយទៅប្រព័ន្ធពហុមុខ. ប្រព័ន្ធនេះរួមបញ្ចូលការធ្វើឱ្យសកម្មផ្ទៃ, ការរួមបញ្ចូលគ្នាពហុលោហៈ, និងផ្លូវមិនរ៉ាឌីកាល់. Minstrong ប្តេជ្ញាចិត្តក្នុងការបកប្រែយន្តការទាំងនេះទៅជាការកែលម្អការអនុវត្ត. ជាក់លាក់, ក្រុមហ៊ុនអនុវត្តពួកវាទៅកាតាលីករ Hopcalite របស់ខ្លួន។, កាតាលីករអុកស៊ីដទង់ដែង, និងកាតាលីករម៉ង់ហ្គាណែសឌីអុកស៊ីត. ជាលទ្ធផល, បច្ចេកវិជ្ជាទាំងនេះផ្តល់នូវដំណោះស្រាយល្អប្រសើរសម្រាប់ការព្យាបាលទឹកសំណល់គីមី, ការបន្សុតឧស្ម័នឧស្សាហកម្ម, និងការដកជាតិពុលចេញ.

អ្នកនិពន្ធ：គ្លូរីយ៉ា
កាលបរិច្ឆេទ:2026-06-11