过氧化氢分解动力学研究

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过氧化氢由于其环境友好性的特点,被广泛应用于化学浆和机械浆的ECF、TCF的漂白中,具有众多优点。但是浆内含有的杂质,如细菌、金属离子等会造成过氧化氢的无效分解,影响漂白的效率,特别是锰离子对过氧化氢分解的催化作用尤为明显。因此本研究重点讨论漂白条件下的Mn(Ⅱ)对过氧化氢分解速率的影响。研究中通过过氧化氢与酸性的钼酸铵形成浅黄色络合物,从而应用紫外光谱法测定过氧化氢含量,并以此为研究方法,采用单因素实验,讨论pH值、过氧化氢浓度、Mn(Ⅱ)含量以及温度对过氧化氢分解的影响。研究表明,过氧化氢与酸性钼酸铵溶液的络合物在紫外范围内有吸收峰,可用350nm处的吸光度值定量过氧化氢的含量,并利用其在297nm处产生的等吸收点,通过双波长法消除漂白残液中,木素对测定结果的影响。过氧化氢的紫外光谱定量法可以用于工厂的快速测定。在碱性条件下,对过氧化氢分解动力学的研究发现,碱催化过氧化氢分解反应是二级反应,反应过程中OH~-浓度不发生改变,起到催化剂的作用,其速率方程为:碱性条件下Mn(Ⅱ)的催化作用则是一级反应,其反应速率明显高于碱的催化作用,反应中Mn(Ⅱ)起到催化剂的作用,并且部分会转化为催化作用更为明显的Mn(Ⅲ),其速率方程为:最后,探讨了温度对Mn(Ⅱ)催化过氧化氢分解的影响,结果表明温度的升高加快了过氧化氢的分解,其阿伦尼乌斯活化能E_a=75.84kJ/mol。并在此基础上建立了Mn(Ⅱ)催化过氧化氢分解动力学模型,如下:
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