果殼活性炭負(fù)載金催化還原對(duì)硝基苯酚

對(duì)硝基苯酚是一種來(lái)自染料、造紙等行業(yè)的危險(xiǎn)污染物，常見(jiàn)于廢水中。果殼活性炭具有耐磨強(qiáng)度好、空隙發(fā)達(dá)、吸附性能高、強(qiáng)度高、易再生、經(jīng)濟(jì)耐用等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于生活、工業(yè)、液相吸附、水質(zhì)凈化、氣相吸附。因此，對(duì)硝基苯酚必須去除或還原到標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，才能重復(fù)使用。果殼活性炭具有耐磨強(qiáng)度好、空隙發(fā)達(dá)、吸附性能高、強(qiáng)度高、易再生、經(jīng)濟(jì)耐用等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于生活、工業(yè)、液相吸附、水質(zhì)凈化、氣相吸附。利用簡(jiǎn)單、快速的催化還原技術(shù)，硝基芳香族化合物可以很容易地轉(zhuǎn)化為4- 氨基苯酚，因此有必要更好地了解硝基芳香族化合物催化轉(zhuǎn)化的動(dòng)力學(xué)方面。采用均勻沉淀-沉淀法，在果殼活性炭水溶液中加入硼氫化鈉，制備了負(fù)載型金納米粒子。研究了果殼活性炭催化劑對(duì)對(duì)硝基苯酚還原制備對(duì)氨基苯酚的催化活性。對(duì)果殼活性炭的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了擁有屬性研究。高比表面積果殼活性炭載體上高分散度金納米粒子對(duì)對(duì)硝基苯酚還原的催化性能。

載金果殼活性炭分析

果殼活性炭的催化活性

對(duì)硝基苯酚反應(yīng)的圖表如圖2所示。對(duì)硝基苯酚的催化還原是在石英比色盤中進(jìn)行的： 新制備的硼氫化鈉和對(duì)硝基苯酚溶液在10ml 去離子水中混合，然后加入負(fù)載于果殼活性炭上的金納米粒子。在每次測(cè)量前輕輕搖動(dòng)混合物。利用光度計(jì)吸收劑，每隔250至550納米監(jiān)測(cè)還原反應(yīng)。在反應(yīng)過(guò)程中觀察到溶液從亮黃色緩慢變成無(wú)色。反應(yīng)完成后，果殼活性炭離心回收，重復(fù)使用5次。

果殼活性炭負(fù)載金納米催化劑還原對(duì)硝基苯酚和對(duì)氨基苯酚反應(yīng)示意圖。

金負(fù)載果殼活性炭催化劑中金離子的催化活性很大程度上取決于其組成、大小和形狀。一般來(lái)說(shuō)，表面積與體積比越大，催化活性越高。通過(guò)測(cè)量對(duì)硝基苯酚的逐漸消失，可以直觀地觀察和分光光度法觀察反應(yīng)，在水中最大吸收波長(zhǎng)317nm 處有明顯的光譜分布。由于對(duì)硝基苯酚離子的形成，在混合物中加入硼氫化鈉進(jìn)一步產(chǎn)生明亮的黃色，最大吸收波長(zhǎng)為400納米。需要強(qiáng)調(diào)的是，在沒(méi)有果殼活性炭支持的納米金催化劑的情況下，沒(méi)有觀察到對(duì)硝基苯酚轉(zhuǎn)化為4- 氨基苯酚的現(xiàn)象。這說(shuō)明在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，不添加果殼活性炭催化劑是不能進(jìn)行還原反應(yīng)的。

為了量化果殼活性炭負(fù)載金催化劑的催化活性，可以用轉(zhuǎn)化頻率作為衡量指標(biāo)。