過氧化氫的制備方法

時間：2023-03-24 08:31:18來源：food欄目：食品快速檢測閱讀：

過氧化氫的制備方法

[db:作者] / 2023-01-12 00:00

過氧化氫

[別名]雙氧水。

[物化性質(zhì)]無色透明液體，密度為1.442g/cm3。熔點-0.41℃，沸點150.2℃。溶于水、醇、醚等溶劑。在酸性條件下較穩(wěn)定，有一定的腐蝕性；在堿性或過氧化酶、過氧化氫酶存在時則易分解成水和氧氣，為防止其分解可使用穩(wěn)定劑。常用的穩(wěn)定劑有磷酸、焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉、苯甲酸等，其中磷酸鹽添加量為1%～2%。

[制備方法]目前工業(yè)上制備過氧化氫的方法主要有蒽醌法和氫氧直接化合法，國外絕大部分采用蒽醌法及其改進工藝。

(1)蒽醌法

蒽醌法是以烷基蒽醌和有機溶劑為工作液，并在催化劑存在下，加氫合成蔥氫醌，在純氧或空氣下氧化得到過氧化氫。反應(yīng)式如下:

典型的生產(chǎn)流程如圖7-6所示。

圖7-6 蔥醌法制備過氧化氫生產(chǎn)流程

蔥醌法工藝已趨成熟，但優(yōu)化的空間還非常大，各有關(guān)廠商和學者對工藝的個別技術(shù)環(huán)節(jié)進行研究改進。Kemira在專利中，用粉末鈀/載體催化劑進行蔥醌懸浮氫化時，借助電磁輻射(微波)加熱，提高氫化效率和減少催化劑用量。產(chǎn)生微波能的常用設(shè)備為磁控管和速調(diào)管，根據(jù)不同反應(yīng)規(guī)模，可選用不同的功率。實例中對比了常規(guī)加熱和微波加熱的氫化結(jié)果，結(jié)果表明，即使減少大量催化劑用量，微波加熱的氫化效率仍明顯高于水浴加熱的氫化效率。

(2)氫氧直接化合法

雖然目前大部分廠商都采用蒽醌法，但該法也存在步驟多、需提純而且使用大量溶液等不足，基于此國內(nèi)外加大投入開發(fā)新型工藝，以此來降低成本，精簡工藝步驟。氫氧直接化合法制備過氧化氫也成了近幾年來國內(nèi)外研究的熱點，有關(guān)公司和高校對其進行了開發(fā)研究，并申請了許多專利。Harold A.Huckins在專利采用管式反應(yīng)器連續(xù)制備較高濃度的H2O2，將H2、O2分別由不同位置噴入充滿并流動于反應(yīng)管內(nèi)的液體介質(zhì)中，從而快速流動的液流中形成許多分散的氣泡，且被液相包圍著，當H2、O2反應(yīng)時，需足夠的液體冷卻反應(yīng)物，防止爆炸。反應(yīng)產(chǎn)物中H2O2的質(zhì)量分數(shù)約為6%。

Le-Khac在載體中加入一種硫醇鹽阻止貴金屬的反應(yīng)，以此來提高過氧化氫的產(chǎn)量。專利中采用鉑、鈀等貴金屬或其化合物為催化劑，以氧化鋁/二氧化硅為載體，硫醇或硫酸鹽固定在載體上，乙醇、乙醚等作為溶劑。用此催化劑在連續(xù)反應(yīng)器中合成過氧化氫。

(3)電解法

電解法一般在強酸或強堿條件下進行，所制備的過氧化氫需純化才能用于水的深度處理，生產(chǎn)過程可能帶來一定程度的污染。華南理工大學徐科鋒等以IrO2·RuO2涂層鈦電極(Ir2Ru/Ti)為陽極，將其與活性炭纖維布(ACFC)陰極一起構(gòu)成電解池來制備過氧化氫，當溶液為中性、不外加化學試劑、空氣流量為80mL/min、工作電壓為20V、電解反應(yīng)90min時，生成的過氧化氫濃度達8118×10-4 mol/L。

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