双氧水的生产流程图:
工艺步骤:
以2-乙基蒽醌为载体,以芳烃和磷酸三辛酯为溶剂配制成混合液体工作液。工作液在固定床内于一定的温度、压力和钯催化剂的催化作用下,与氢气进行氢化反应, 氢化完成液再与空气中的氧气进行氧化反应,得到的氧化液经纯水萃取、净化得到双氧水。工作液经处理后循环使用。其中氢化工序为整个生产工艺的核心,而氢化工序运行的效果,直接取决于钯催化剂的性能。钯催化剂作为蒽醌法过氧化氢生产中的一种昂贵的关键原料,在生产应用时必须结合其特点进行有效的控制,使钯催化剂安全平稳地使用, 否则,会影响钯催化剂效能正常发挥,造成浪费,影响产品产量质量,甚至造成难以弥补的损失。
知识点延伸:
双氧水即过氧化氢,化学式为H2O2,纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体,可任意比例与水混合,是一种强氧化剂,水溶液俗称双氧水,为无色透明液体。其水溶液适用于医用伤口消毒及环境消毒和食品消毒。在一般情况下会分解成水和氧气,但分解速度极其慢,加快其反应速度的办法是加入催化剂——二氧化锰等或用短波射线照射。
光催化氧化技术是一种具有应用前景的环境污染治理技术,近年来在多种领域取得了一系列成果。过氧化氢是一种无机化合物,化学式为H2O2,粘性比水稍高,化学性质不稳定。
纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体,可任意比例与水混溶,是一种强氧化剂。其一般以30%或60%的水溶液形式存放,俗称双氧水,适用于医用伤口消毒、环境消毒和食品消毒,但过氧化氢也是世界卫生组织公布的致癌物。
近日,三峡大学材料与化工学院叶立群教授团队,在共价有机框架材料(COFs材料)用于光催化合成过氧化氢(H2O2)领域取得突破。成果“分子水平工程助力COF光催化合成H2O2”(Molecularly Engineered Covalent Organic Frameworks for Hydrogen Peroxide Photosynthesis)在线发表于《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed)。该期刊是目前国际化学领域颇具影响力的期刊。
H2O2是一种绿色的氧化剂,在环境保护、化工生产、日常消毒等领域应用广泛。传统的蒽醌法合成H2O2存在高能耗和易产生有毒副产物等缺点,光催化技术虽然具备零能耗合成H2O2的优点,但是其低的2电子水氧化能力严重的抑制了由水和空气直接全合成H2O2的效率。基于此,叶立群教授发展了一种基于联吡啶构建的COF光催化剂,用于由水和空气作为原料直接光催化合成H2O2。在25度和60度下的太阳能-化学能转换效率分别达到0.57%和1.08%,8小时(1天平均日照时间)光照后的H2O2浓度超过5mM,能够直接应用于有机污染物的分解和致病性微生物的灭活。
成果得到国家自然科学基金、“111”创新引智基地基金的支持及黄应平教授的指导。
叶立群,博士,中国感光学会青年理事会理事,《先进粉末材料》(Adv. Powder Mater)杂志编委。研究方向为环境光催化,主持国家自然科学基金3项,以第一/通讯作者在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed)、《环境科学与技术》(Environ. Sci. Technol)、《先进功能材料》(Adv. Funct. Mater)、《先进能源材料》(Adv. Energy. Mater)、《ACS催化》(ACS Catal)等国际学术期刊上发表SCI论文90余篇,h因子52,共被引10000余次。(通讯员:三峡大学易娜 雷勇)
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