[发明专利]氢氧直接反应合成过氧化氢复合催化剂的制备方法

说明书

本发明提供一种氢氧直接反应合成过氧化氢复合催化剂的制备方法，所述催化剂由活性氢受体与活性氢给体复合制成，活性氢给体选自方钠石、A型分子筛、阳离子型方钠石、阳离子型A型分子筛中的一种，上述活性氢给体的孔道内封装有铂或钯；活性氢受体选自石墨烯、氧化石墨、掺杂N氧化石墨、活性炭、分子筛、金属氧化物、氮化碳、介孔氮化碳、负载氮化碳活性炭、负载氮化碳分子筛、负载氧化石墨的分子筛、负载石墨烯的分子筛中的一种；复合方法包括研磨法和浸渍法。由此制得的催化剂利用其特有的结构特点以及氢溢流效应，有效阻止反应中副产物水的生成，从而直接提高了氢气、氧气在反应中转化为过氧化氢效率。

技术领域

本发明涉及用于合成过氧化氢的复合催化剂，具体为用于氢氧直接反应合成过氧化氢的复合催化剂的制备方法。

背景技术

过氧化氢广泛应用于化学合成、电子工业、纺织工业、环保及医疗卫生等领域，是不可或缺的重要化学试剂。目前，过氧化氢的生产方法有电解法、蒽醌法、异丙醇法、氧阴极还原法和氢氧直接合成法5种。其中最为成熟的工业上使用的生产过氧化氢的方法是蒽醌法：2-乙基蒽醌在一定温度压力且在催化剂作用下和氢气反应生成2-乙基氢蒽醌，2-乙基氢蒽醌与氧发生氧化还原反应，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质量分数为27.5%的过氧化氢，浓度较高的通过蒸馏得到。国内、外大型的生产厂商都采用蒽醌法生产过氧化氢。但是蒽醌法也有很明显的缺点：1、2-乙基氢蒽醌成本很高而且在循环使用中降解，导致过氧化氢的生产成本一直居高不下；2、在蒽醌法的生产过程中，氢效率很低；3、蒽醌法的投资很大且需要集中生产。生产过氧化氢的方法中，氢气、氧气直接合成法的氢效率高、反应过程直接、催化剂可循环使用等优点，吸引了国内外的众多研究者争相研究。但是该方法的重点及难点在于氢氧直接反应的催化剂设计，既要保证对氢气的活化还要保证对氧气只吸附不分解，对催化剂的要求十分高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种氢氧直接反应合成过氧化氢复合催化剂的制备方法，由此制得的催化剂利用其特有的结构特点以及氢溢流效应，有效阻止反应中副产物水的生成，从而直接提高了氢气、氧气在反应中转化为过氧化氢效率。

为解决以上技术问题，本发明提供的一种氢氧直接反应合成过氧化氢复合催化剂的制备方法，由活性氢受体与活性氢给体以质量比（0.1:1）-（10:1）的比例复合制成，

所述的活性氢给体选自方钠石、A型分子筛、阳离子型方钠石、阳离子型A型分子筛中的一种，上述活性氢给体的孔道内封装有铂或钯；

所述的活性氢受体选自石墨烯、氧化石墨、掺杂N氧化石墨、活性炭、分子筛、金属氧化物、氮化碳、介孔氮化碳、负载氮化碳活性炭、负载氮化碳分子筛、负载氧化石墨的分子筛、负载石墨烯的分子筛中的一种；

复合方法包括研磨法和浸渍法，其中，当活性氢受体或活性氢受体前驱物可溶时采用浸渍法。

进一步地，制备活性氢给体时，以硅酸钠和偏铝酸钠胶体为硅源和铝源按照硅铝比1:（1-1.5）制备方钠石或A型分子筛，制备过程中加入金属铂或钯的前驱物，制得封装有铂或钯的方钠石或A型分子筛，所述金属铂或钯前驱体为K₂PtCl₄、Pt(NH₃)₂(NO3)₂ 、Pt(NH₃)₄Cl₂、K₂PdCl₄、Pd(NH₃)₂(NO₃)₂ 、Pd(NH₃)₄Cl₂中的一种；所述硅酸钠和偏铝酸钠胶体的总质量与金属铂或钯前驱体的质量比为1：（0.010-0.500）。