CN1876563A

CN1876563A - 高纯过氧化氢水溶液的制备方法

Info

Publication number: CN1876563A
Application number: CN 200610033629
Authority: CN
Inventors: 黄伟鹏; 庄景发; 刘志平; 赵书煌; 谢泽雄; 袁爱国; 肖克强
Original assignee: XILONG CHEMICAL INDUSTRY PLANT SHANTOU CITY; GUANGDONG XILONG CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: XILONG CHEMICAL INDUSTRY PLANT SHANTOU CITY; GUANGDONG XILONG CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2006-12-13

Abstract

本发明公开一种用吸附法制备高纯过氧化氢水溶液的方法，采用经氧化剂处理过的表面氧化活性碳作为吸附剂，将过氧化氢水溶液与表面氧化活性碳接触吸附后得到高纯过氧化氢水溶液。本方法可在常温下进行，纯化的速度、效率及处理效果与树脂法相当，但操作简单，制备方便、安全、清洁，活性碳原料易得，价格低廉。由于活性碳化学性质稳定，因而纯化过程不存在爆炸的危险。

Description

高纯过氧化氢水溶液的制备方法

技术领域

本发明涉及一种纯化制备高纯过氧化氢水溶液的方法，尤其是用吸附法制备高纯过氧化氢水溶液的方法。

背景技术

高纯过氧化氢水溶液是食品、电子、化工等行业常用的杀菌剂、蚀刻剂和清洁氧化剂。高纯过氧化氢水溶液的全球年需求量有数十万吨之巨，国内市场规模也在3万吨以上。目前国内外采用的纯化生产方法主要有减压蒸馏法、电渗析法和树脂交换法三种。减压精馏法是将过氧化氢水溶液蒸馏，收集馏分成为纯品，其技术成熟但获得产品纯度不高。电渗析法也称膜分离纯化技术，该方法较安全，但膜的使用寿命短，且必须与树脂交换法结合才能达到高纯的要求。树脂交换法采用阴阳离子交换树脂吸收金属离子，如中国发明专利申请公开说明书CN1330035A公开的方法，其工艺简单，纯化效率高，但树脂容易被过氧化氢所氧化，以及过氧化氢的分解而引起的爆炸时有发生；由于树脂法中具有大量预处理时残留的水分，因此，过氧化氢原料的起始浓度通常需要高达35-40％，高浓度和浓度不均通常加速树脂的氧化，树脂法抑制氧化和分解的办法是采用5℃或以下的低温工艺，但低温带来的是设备投资大、能耗大和操作复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种安全、工艺简单、可以在常温下完成的制备高纯过氧化氢水溶液的方法。

为实现上述目的，本发明采用经氧化剂处理过的表面氧化活性碳作为吸附剂，将过氧化氢水溶液与表面氧化活性碳接触吸附后得到过氧化氢水溶液。

上述方法的一个优选方案是：过氧化氢水溶液流经一个或一个以上的表面氧化活性碳柱后得到过氧化氢水溶液。

上述方法的另一优选方案是：所述表面氧化活性碳加入到过氧化氢水溶液中，搅拌，过滤取出表面氧化活性碳得到过氧化氢水溶液。

上述表面氧化活性碳是在酸性环境中，在常温或加热条件下将活性碳浸泡在氧化剂水溶液后，用纯水洗涤至洗涤液无酸根离子，干燥，再在80～250℃下烘干活化；其中，所述氧化剂是：浓硝酸、铬酸盐、过氧化氢、过氧酸盐、次氯酸盐、高锰酸盐水溶液，高氯酸或其盐、氯酸或其盐的一种或一种以上的混合物。

上述烘干活化温度优选为120～200℃。

在上述第一优选方案中，过氧化氢水溶液流经表面氧化的活性碳柱的流速优选是2～20ml/分钟/100克活性碳，更优选是5～10ml/分钟/100克活性碳。

上述第二优选方案中，表面氧化活性碳与过氧化氢水溶液的重量比优选为1∶10～50。

本发明中，过氧化氢水溶液与表面氧化活性碳接触吸附的温度可以在1055℃之间，优选是室温。过氧化氢水溶液的重量百分比浓度最好选择25～50％。

表面氧化活性碳是在活性碳表面形成一层带部分负电荷的氧化碳层，因而具备吸附阳离子的能力，同时由于表面氧化活性碳的氧化碳表层是一个共价键，而非离子键，其脱除离子化合物的原理不是离子交换，而是在活性碳表面形成一个等电荷层，在吸附阳离子的同时，也将等电荷的阴离子一并清除。附图所示的式中：M⁺＝阳离子；X^-＝阴离子。因此本发明采用表面氧化活性碳作为吸附剂纯化过氧化氢水溶液，可以很方便地制备高纯过氧化氢水溶液。使用后失效的吸附剂可以采用上述的氧化剂氧化方法再生，重复使用。

本方法操作简单，制备方便、安全、清洁。活性碳原料易得，价格低廉。由于活性碳化学性质稳定，因而纯化过程不存在爆炸的危险。本方法不仅适于低浓度过氧化氢的纯化，同时对高浓度(大于50％)过氧化氢的纯化也不容易产生吸附剂的氧化。与树脂处理方法相比，本方法可在常温下进行，纯化的速度、效率及处理效果与树脂法相当。由于采用表面氧化活性碳单一物质纯化过氧化氢水溶液，不存在树脂法中较复杂的多道工序，设备组合和操作过程更加简单和容易。

本发明制得的高纯过氧化氢可以达到的指标如下：

1.色度(Apha) ≤10

2.过氧化氢 30-32％

3.蒸发残渣 ≤1.0ppm

4.氯化物(Cl^-) ≤50ppb

5.硝酸盐(NO₃ ^-) ≤50ppb

6.磷酸盐(PO₄ ^3-) ≤50ppb

7.硫酸盐(SO₄ ^2-) ≤50ppb

8.单个阳离子 ≤1.0ppb

本方法制备高纯过氧化氢的收率大于98％以上。

实施例1

在直径为50mm长约600mm的吸附柱中加入200克表面氧化活性碳，于室温24℃下，慢慢加入5000ml过滤后浓度为31.87％的工业过氧化氢水溶液，当液体开始流出时，收集流出液，控制流出速度为10ml/分钟。收集完成后，再循环吸附一次，最终收集纯化液4906ml。纯化液收率98.12％。化学分析纯化液中过氧化氢含量为31.85％，证明纯化过程基本没有分解。纯化液的其它指标分析结果如下：

1.色度(Apha) ≤5

2.过氧化氢 31.85％

3.蒸发残渣 0.09ppm

4.氯化物(Cl^-) 48ppb

5.硝酸盐(NO₃ ^-) 43ppb

6.磷酸盐(PO₄ ^3-) 35ppb

7.硫酸盐(SO₄ ^2-) 38ppb

8.钠离子 0.91ppb

9.钾离子 0.95ppb

10.铁离子 0.86ppb。

实施例2

直径为50mm长约600mm的吸附柱中加入300克表面氧化活性碳，于室温35℃下，慢慢加入5000ml过滤后浓度为31.87％的工业过氧化氢水溶液，当液体开始流出时，收集流出液，控制流出速度为15ml/分钟。收集完成后，再循环吸附一次，最终收集纯化液4901mL。纯化液收率98.02％。化学分析纯化液中过氧化氢含量为31.81％，证明纯化过程基本没有分解。纯化液的其它分析结果如下：

1.色度(Apha) ≤5

2.过氧化氢 31.81％

3.蒸发残渣 0.09ppm

4.氯化物(Cl^-) 47ppb

5.硝酸盐(NO₃ ^-) 44ppb

6.磷酸盐(PO₄ ^3-) 36ppb

7.硫酸盐(SO₄ ^2-) 37ppb

8.钠离子 0.90ppb

9.钾离子 0.96ppb

10.铁离子 0.88ppb。

Claims

1.一种高纯过氧化氢水溶液的制备方法，其特征在于，采用经氧化剂处理过的表面氧化活性碳作为吸附剂，将过氧化氢水溶液与表面氧化活性碳接触吸附后得到过氧化氢水溶液。

2.根据权利要求1所述高纯过氧化氢水溶液的制备方法，其特征在于，所述过氧化氢水溶液流经一个或一个以上表面氧化活性碳柱后得到过氧化氢水溶液。

3.根据权利要求1所述高纯过氧化氢水溶液的制备方法，其特征在于，所述表面氧化活性碳加入到过氧化氢水溶液中，搅拌，过滤取出表面氧化活性碳得到过氧化氢水溶液。

4.根据权利要求1所述高纯过氧化氢水溶液的制备方法，其特征在于，所述表面氧化活性碳是在酸性环境中，将活性碳浸泡在氧化剂水溶液后，用纯水洗涤至洗涤液无酸根离子，干燥，再在80～250℃下烘干活化；其中，所述氧化剂是：浓硝酸、铬酸盐、过氧化氢、过氧酸盐、次氯酸盐、高锰酸盐，高氯酸或其盐、氯酸或其盐的一种或一种以上的混合物。

5.根据权利要求4所述高纯过氧化氢水溶液的制备方法，其特征在于，所述烘干活化温度为120～200℃。

6.根据权利要求2所述高纯过氧化氢水溶液的制备方法，其特征在于，所述过氧化氢水溶液流经表面氧化活性碳柱的流速是2～20ml/分钟/100克活性碳。

7.根据权利要求6所述高纯过氧化氢水溶液的制备方法，其特征在于，所述过氧化氢水溶液流经表面氧化活性碳柱的流速是5～10ml/分钟/100克活性碳。

8.根据权利要求3所述高纯过氧化氢水溶液的制备方法，其特征在于，所述表面氧化活性碳与过氧化氢水溶液的重量比为1∶10～50。

9.根据权利要求1所述高纯过氧化氢水溶液的制备方法，其特征在于，所述过氧化氢水溶液与表面氧化活性碳接触吸附的温度为10-55℃。

10.根据权利要求1所述高纯过氧化氢水溶液的制备方法，其特征在于，所述过氧化氢水溶液的重量百分比浓度为25～50％。