一种填充树脂电合成过氧化氢的方法及反应器和应用技术

本发明专利技术涉及一种填充树脂电合成过氧化氢的方法及反应器和应用，通过设计一种填充树脂电合成过氧化氢反应器，直接利用空气和纯水制备过氧化氢溶液。该电化学反应器包括阴阳极、液体腔室和气体腔室，阴阳极间的液体腔室内填充有732型大孔强酸阳离子交换树脂。阳极为铱钽电极，阴极为活性炭黑催化剂涂覆的气体扩散阴极，在直流电解下阳离子交换树脂促进纯水的解离，空气中的氧气在气体扩散阴极表面被还原，与水解离产生的质子结合形成过氧化氢。本发明专利技术避免了电合成过氧化氢中高浓度电解质的使用，提升了制备的过氧化氢浓度与电流效率，具有生产过程环境污染风险低，过氧化氢产物纯度高的优势，可以更方便地应用于灭菌、污染物去除等水处理领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电化学领域，尤其涉及一种以填充树脂电合成高纯度过氧化氢的方法及反应器和应用。

技术介绍

1、过氧化氢，俗称双氧水，由于氧原子呈现的价态为-1价，不稳定易被还原成-2价，因而具备较强的氧化性。双氧水是一种环境友好型的氧化剂，其氧化之后的产物为水，并没有其他有毒副产物的产生。过氧化氢的氧化性可以使细菌等微生物的细胞壁、细胞膜受到破坏，使细胞质外流导致细胞死亡；同时通过破坏微生物的酶系统、以及抑制细菌dna的合成代谢作用，过氧化氢可以起到抑制以及杀灭细菌的作用。因此，过氧化氢在公共、家庭健康卫生等方面充当消毒剂和杀菌剂而得到广泛的应用。过氧化氢在工业生产过程中也有广泛的应用。如作为一种高效氧化剂，过氧化氢在芳香烃的氧化反应、芳烃的臭氧化开环反应等有机化工合成中扮演重要角色，其氧化性能使发色体的共轭双键发生断裂从而引发褪色反应，因此过氧化氢可作为一种漂白剂应用于造纸、纺织工业的生产。过氧化氢还可以应用于水处理高级氧化技术中难降解污染物的处理，通过芬顿催化剂或协同紫外光照射，h2o2分子中的非极性结构发生断裂，产生氧化还原电位高达2.80ev的羟基自由本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种填充树脂电合成过氧化氢的方法，其特征在于，设计一种填充732阳离子交换树脂的电合成过氧化氢反应器，以纯水和氧气源作为电合成原料；电合成过氧化氢时，在电合成过氧化氢反应器上接入稳压直流电源，纯水在电合成过氧化氢反应器的阳极电解产生H+，732阳离子交换树脂促进纯水的解离，氧气在电合成过氧化氢反应器的气体扩散阴极表面被还原，与纯水解离产生的质子结合形成过氧化氢；

2.根据权利要求1所述的一种填充树脂电合成过氧化氢的方法，其特征在于，所述液体腔室中的纯水通过蠕动泵与纯水储液槽构成循环流动，纯水的流速控制在10-20mL/min。

3.根据权利要求1所述的一种填充...

【技术特征摘要】

1.一种填充树脂电合成过氧化氢的方法，其特征在于，设计一种填充732阳离子交换树脂的电合成过氧化氢反应器，以纯水和氧气源作为电合成原料；电合成过氧化氢时，在电合成过氧化氢反应器上接入稳压直流电源，纯水在电合成过氧化氢反应器的阳极电解产生h+，732阳离子交换树脂促进纯水的解离，氧气在电合成过氧化氢反应器的气体扩散阴极表面被还原，与纯水解离产生的质子结合形成过氧化氢；

2.根据权利要求1所述的一种填充树脂电合成过氧化氢的方法，其特征在于，所述液体腔室中的纯水通过蠕动泵与纯水储液槽构成循环流动，纯水的流速控制在10-20ml/min。

3.根据权利要求1所述的一种填充树脂电合成过氧化氢的方法，其特征在于，所述电合成过氧化氢反应器的电流密度维持在10-80ma/cm2。

4.根据权利要求1所述的一种填充树脂电合成过氧化氢的方法，其特征在于，所述气体腔室中通入氧气或空气，当进气为空气时，进气流速为400-600ml/min。

5.一种填充树脂电合成过氧化氢的反应器，其特征在于，包括依次设置的阳电极、液体腔室、气体扩散阴极和气体腔室，所述阳电极和所述气体扩散阴极之间的间距为3-7mm，在所述液体腔室内设有732阳离子交换树脂，填充量为0.8g/ml；在所述液体腔室内设有循环流动的纯水，在所述气体腔室内设有氧气，在所述阳电极和所述气体腔室的外侧分别设有夹板，在所述夹板与所述气体腔室之间、在所述气体腔室与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓永泉，梁晓琳，何辉全，刘广立，黄凯敏，李鑫，林松炜，骆海萍，
申请(专利权)人：佛山市三水佛水供水有限公司，
类型：发明
国别省市：