果殼活性炭負(fù)載金催化還原對硝基苯酚

對硝基苯酚是一種來自染料、造紙等行業(yè)的危險污染物，常見于廢水中。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對硝基苯酚還原制備對氨基苯酚的催化活性。對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對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

對硝基苯酚反應(yīng)的圖表如圖2所示。對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。在每次測量前輕輕搖動混合物。利用光度計(jì)吸收劑，每隔250至550納米監(jiān)測還原反應(yīng)。在反應(yīng)過程中觀察到溶液從亮黃色緩慢變成無色。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硝基苯酚和對氨基苯酚反應(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。一般來說，表面積與體積比越大，催化活性越高。通過測量對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317nm 處有明顯的光譜分布。由于對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，最大吸收波長為400納米。需要強(qiáng)調(diào)的是，在沒有果殼活性炭支持的納米金催化劑的情況下，沒有觀察到對硝基苯酚轉(zhuǎn)化為4- 氨基苯酚的現(xiàn)象。這說明在相同的實(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)。