【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于过氧化氢h2o2制备，尤其涉及一种光化学气液两相合成过氧化氢h2o2的方法。
技术介绍
1、过氧化氢h2o2是一种重要的工业原料化学品，合成方法较多，主要包括无机化学反应法、异丙醇氧化法、电解法、蒽醌法及氢气和氧气直接合成法，其中，蒽醌法据了占h2o2总产量的95％以上。蒽醌法h2o2生产工艺，主要包括蒽醌加氢还原、氢化蒽醌氧化、双氧水提取及净化和反应溶液循环四个步骤，存在的主要问题是：氢化过程中涉及到氢气的大量使用和贵金属催化剂的使用，因而成本大，能耗高；为了达到更高的纯度和浓度，需蒸馏h2o2水溶液得到高浓度h2o2溶液，萃取过程水相会引入大量有机物(如2-乙基蒽醌、磷酸三辛酯等)；为了最大限度地降低运输成本，一般需要消耗大量能量将h2o2溶液浓缩到浓度高达70wt％，而高浓度h2o2作为一种危险强氧化性化学物质，在运输、搬运和储存过程中存在极高的安全风险，安全隐患大。
2、目前，光催化产h2o2是研究的热门问题〔见hou,h.；zeng,x.；zhang,x.,productionof hydrogen peroxide by photocatalytic processes[j].angewandte chemieinternational edition 2020,59(40),17356-17376.〕，但是光催化技术制备h2o2存在以下几个技术难点：(1)光催化效率低，工业化难度大，(2)双氧水萃取纯化过程中存在的产品分离和纯化问题，(3)催化剂存在的光腐蚀、光屏蔽、产物分解的问题。>
3、为了克服蒽醌法和光催化法制备h2o2存在的问题，zl 202210662267.1公开了一种制备h2o2的光合成法，该方法以芳香醇为氢源，氧气或空气为氧源，紫外光为能源驱动力，在紫外光照射下，芳香醇吸收光子的能量发生均裂产生氢自由基，氢自由基与氧分子反应产生h2o2。该方法避免了蒽醌法生产h2o2的高能耗和高污染，由于反应体系中不含催化剂和牺牲剂，解决了光催化制备h2o2方法中催化剂和牺牲剂分离回收困难的问题，并便于通过调控萃取剂水与反应液的体积比来得到不同浓度的h2o2水溶液，但存在以下问题：(1)由于芳香醇的吸光范围局限于200～300nm，且其化学结构决定了反应活性较低，即使吸收了足够的能量，也难以进一步激发其参与反应，因而光合成率较低；(2)由于芳香醇含羟基，而含羟基的有机物会增加与水分子的亲和度，分子间存在氢键作用或者相似相溶作用，因而导致水中芳香醇溶解度较高，使得双氧水产品中水溶性有机物(cod)含量过高，如要降低有机物的含量，后期需引入分离纯化工艺，增大制备成本；(3)芳香醇光合成双氧水后会产生不饱和芳香醛酮等产物，这些产物的经济价值远低于芳香醇本身。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种以苄基化合物为氢源产h2o2的光化学合成法，以提高光合成率和经济性，降低双氧水产品中水溶性有机物的含量。
2、本专利技术所述以苄基化合物为氢源产h2o2的光化学合成法，氧源为氧气或空气，能源驱动力为紫外光，工艺步骤如下：
3、(1)将苄基化合物装入反应器并通入氧气或空气形成反应体系，用含紫外光的光源照射反应体系，控制反应温度在20～60℃，反应时间至少为10min，反应结束后，得到含h2o2的有机液；
4、(2)以水为萃取剂，在反应温度或室温下对步骤(1)所得含h2o2的有机液进行萃取，经相分离得到h2o2水溶液。
5、上述方法反应机理为：在紫外光照射下，苄基化合物吸收光子的能量发生均裂产生氢自由基，氢自由基还原氧分子生成h2o2。
6、上述方法中，所述苄基化合物为苄醚类化合物、苄胺类化合物、苄基烷烃类化合物、苄基醛类化合物、苄基酸类化合物或苄基酮类化合物。苄醚类化合物优选苄甲醚、二苄基醚或异色满；苄胺类化合物优选苯甲胺、苯乙胺或n,n-二甲基苄胺；苄基烷烃类化合物优选甲苯、乙基苯、异丙基苯、苯乙烯或苯丙烯；苄基醛类化合物优选苯甲醛或苯乙醛；苄基酸类化合物优选对苯二乙酸；苄基酮类化合物优选苄基丙酮或茚。
7、上述方法中，含紫外光的光源为人工光源或自然光；人工光源优选氙灯(λ＝300～1000nm)或高压汞灯(λ＝254～365nm)。
8、上述方法中，空气可以是压缩空气，也可以是自然空气，优选压缩空气。
9、上述方法中，所述萃取剂水为去离子水、蒸馏水、超纯水或电子级水；萃取时，萃取剂水可根据h2o2水溶液的浓度确定，通常萃取剂水与含h2o2的有机液的体积比为1～5：1。
10、本专利技术所述方法与现有技术相比，具有以下有益技术效果：
11、(1)本专利技术所述方法将苄基化合物装入反应器并通入氧气或空气形成反应体系，在含紫外光的光源照射下苄基化合物吸收光子的能量发生均裂产生氢自由基，氢自由基还原氧分子生成h2o2，因而既解决了蒽醌法生产h2o2存在的高能耗和高污染问题，又解决了光催化法制备h2o2时存在的使用催化剂和牺牲剂及其分离回收困难问题。
12、(2)本专利技术所述方法以苄基化合物为氢源，由于苄基化合物的吸光范围(200nm～400nm)大于zl 202210662267.1中的氢源芳香醇的吸光范围(200nm～300nm)，在含紫外光的光源照射反应体系时，苄基化合物和活性更高，均裂产生的氢自由基更多，因而与zl202210662267.1相比，在相同的反应时间(例如4h)，h2o2的合成率更高(见本申请和zl202210662267.1的实施例)。
13、3、本专利技术所述方法中的氢源苄基化合物，不含芳香醇的羟基结构，因此水溶性较差，以苄醚、甲苯、乙基苯为例，萃取所得的h2o2产物中几乎没有检测到有机物，cod极低(低于20ppm)。
14、4、本专利技术所述方法中的氢源苄基化合物，脱氢后所得产物的经济性较高，尤其是二苄基醚和异色满，二苄基醚脱氢后会生成苯甲醛、苯甲酸、苯甲酸苄酯、安息香等高价值有机物，异色满脱氢后会生成异色瞒，异色瞒的价格比异色满的价格增加了10倍。
15、5、本专利技术所述方法便于实现小规模或大规模生产h2o2水溶液，原料易获取，工艺及设备简单，因而可直接在使用地生产稀h2o2水溶液产品并直接使用，避免高浓度h2o2在运输、搬运和储存过程中存在的安全风险，消除安全隐患，并降低成本。
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1.一种以苄基化合物为氢源产H2O2的光化学合成法，其特征在于工艺步骤如下：
2.根据权利要求1所述以苄基化合物为氢源产H2O2的光化学合成法，其特征在于所述苄基化合物为苄醚类化合物、苄胺类化合物、苄基烷烃类化合物、苄基醛类化合物、苄基酸类化合物或苄基酮类化合物。
3.根据权利要求1所述以苄基化合物为氢源产H2O2的光化学合成法，其特征在于所述苄醚类化合物为苄甲醚、二苄基醚或异色满；苄胺类化合物为苯甲胺、苯乙胺或N,N-二甲基苄胺；苄基烷烃类化合物为甲苯、乙基苯、异丙基苯、苯乙烯或苯丙烯；苄基醛类化合物为苯甲醛或苯乙醛；苄基酸类化合物为对苯二乙酸；苄基酮类化合物为苄基丙酮或茚。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述以苄基化合物为氢源产H2O2的光化学合成法，其特征在于含紫外光的光源为人工光源或自然光。
5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述以苄基化合物为氢源产H2O2的光化学合成法，其特征在于所述萃取剂水为去离子水、蒸馏水、超纯水或电子级水。
6.根据权利要求4所述以苄基化合物为氢源产H2O2的光化学合成法，其特征
...【技术特征摘要】
1.一种以苄基化合物为氢源产h2o2的光化学合成法，其特征在于工艺步骤如下：
2.根据权利要求1所述以苄基化合物为氢源产h2o2的光化学合成法，其特征在于所述苄基化合物为苄醚类化合物、苄胺类化合物、苄基烷烃类化合物、苄基醛类化合物、苄基酸类化合物或苄基酮类化合物。
3.根据权利要求1所述以苄基化合物为氢源产h2o2的光化学合成法，其特征在于所述苄醚类化合物为苄甲醚、二苄基醚或异色满；苄胺类化合物为苯甲胺、苯乙胺或n,n-二甲基苄胺；苄基烷烃类化合物为甲苯、乙基苯、异丙基苯、苯乙烯或苯丙烯；苄基醛...
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