过氧化氢生产方法的研究进展
摘要:介绍了过氧化氢的生产方法和产生原理,以及对生产过氧化氢的各种方法的优缺点和国内外目前研究过氧化氢生产方法的概述。过氧化氢作为生物膜系统里强氧化活性氧对有机物的降解起到关键的作用,研究过氧化氢传统生产方法的研究和对生物产过氧化氢的方法。
关键词:过氧化氢、生产方法、生物膜、催化剂
引言:过氧化氢化学式为H2O2,是一种强氧化剂,一种弱酸性。水溶液为无色无味的透明液体,其四个原子共价结合成非极性的H-O-O-H结构。在一般情况下会缓慢分解成水和氧气,但分解速度极慢。在化学工业中可以作为氧化剂,医药工业中用作杀菌剂、消毒剂,印染工业用做棉织物的漂白剂,环境保护方面可以除去重金属和降解有机物。爆炸性强氧化剂。过氧化氢自身不燃,但能与可燃物反应放出大量热量和氧气而引起着火爆炸。过氧化氢在pH值为 3.5~4.5时最稳定,在碱性溶液中极易分解,在遇强光,特别是短波射线照射时也能发生分解。当加热到100℃以上时,开始急剧分解。它与许多有机物如糖、淀粉、醇类、石油产品等形成爆炸混合物,在撞击、受热或电火花作用下能发生爆炸。过氧化氢与许多无机化合物或杂质接触后会迅速分解而导致爆炸,放出大量的热量、氧和水蒸气。大多数重金属(如铜、银、铅、汞、锌、钴、镍、铬、锰等)及其氧化物和盐类都是活性催化剂,尘土、香烟灰、碳粉、铁锈等也能加速分解。浓度超过69%的过氧化氢,在具有适当的点火源或温度的密闭容器中,会产生气相爆炸。
1电解法[2-3]
电解法可分为过硫酸法、过硫酸钾法和过硫酸铵法三种。工业上主要采用过硫酸铵法 ,该方法具有电流效率高和工艺流程短等优点。工艺流程大致为:电解硫酸氢铵的水溶液,生成质量浓度为180~240g/L的过硫酸铵,在减压条件下进行水解、蒸馏、浓缩分离,去除酸雾,然后精馏制得过氧化氢。20世纪50年代初,这是工业生产过氧化氢的唯一方法。而后被蒽醌法取代。
2蒽醌法[3-5,7,8]
分为两种第一种是2-乙基蒽醌(EAQ)法。2-乙基蒽醌在一定温度压力在催化剂作用下和氢气反应生成2-乙基氢蒽醌,2-乙基氢蒽醌在一定温度压力下与氧发生氧化还原反应,2-乙基氢蒽醌还原生成2-乙基蒽醌同时生成过氧化氢,再经过萃取获得过氧化氢水溶液,最后经过重芳烃净化得到合格的过氧化氢水溶液,俗称双氧水,此工艺大多用来制备27.5%的双氧水,浓度较高的过氧化氢水溶液(如35%、50%的双氧水)则可以通过蒸馏得到。
第二种是以蒽醌衍生物(2-烷基蒽醌)作为催化剂载体,在催化剂存在下用氢将溶于适当有机溶剂中的2-烷基蒽醌(AQ)氢化,生成相应的2-烷基氢蒽醌(HAQ)。溶剂中的HAQ与催化剂分离后,可以用空气或者富氧气对其氧化生成过氧化氢,同时HAQ又复原为AQ,如下图:
