改性石墨电极还原产生过氧化氢的效能研究文献综述
2020-04-18 20:42:38
文 献 综 述 1 前言 过氧化氢(H2O2)是一种无色、无味、微酸性的环境友好型强氧化剂,被广泛应用于化工、纺织、医药、造纸和环境保护等行业。
由于过氧化氢的分解产物仅含有H2O和O2,而不产生”三废”,是一种典型的绿色环保型产品,预计到2024年过氧化氢市场规模将超过63亿美元[1-6]。
工业生产的过氧化氢浓度一般在30%~70%,不同行业根据实际需要配制成合适的浓度范围,如:在采矿、漂白等过程中,需要浓度高达70%的H2O2;在医疗、化妆品等行业需要稀释至3%~5%的H2O2;而在污水处理过程,通常投加的H2O2浓度只需要几到几百克每升[7,8]。
由于过氧化氢本身化学性质较活泼,极其不稳定,且高浓度的过氧化氢在接触有机物及还原性物质时容易引起爆炸[2,9],如特拉华州的联合信号工厂中废水储存水箱因过氧化氢发生爆燃[10],因此,过氧化氢在运输和储存过程中都极具安全风险。
从安全、经济和使用方面考虑,原位产生适宜浓度的过氧化氢 具有重要的研究和应用价值[11,12]。
生产过氧化氢的方法有:异丙醇氧化法、电解法、氢氧直接合成法、蒽醌法、氧阴极还原法等[13]。
2 过氧化氢的生产方法 2.1 异丙醇氧化法 异丙醇氧化法采用氧气和少量过氧化氢作为反应诱发剂,在温度为90~140℃、压力为0.3~0.4MPa反应条件下,对异丙醇进行氧化得到过氧化氢。
但该方法需要消耗大量异丙醇,并且有副产品丙醇生成,缺少市场竞争力[14]。
2.2 电解法 电解法可分为过硫酸法、过硫酸钾法以及过硫酸铵法。
工业上一般应用过硫酸铵 法生产过氧化氢,其原理是:将硫酸和硫铵配成电解液,在电解槽中电解成过硫酸铵, 然后将产物水解蒸馏得到过氧化氢。