JP2503036B2 - 過酸化水素の製造方法 - Google Patents
過酸化水素の製造方法Info
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- JP2503036B2 JP2503036B2 JP1583288A JP1583288A JP2503036B2 JP 2503036 B2 JP2503036 B2 JP 2503036B2 JP 1583288 A JP1583288 A JP 1583288A JP 1583288 A JP1583288 A JP 1583288A JP 2503036 B2 JP2503036 B2 JP 2503036B2
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- hydrogen peroxide
- catalyst
- reaction
- platinum group
- hydrogen
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B15/00—Peroxides; Peroxyhydrates; Peroxyacids or salts thereof; Superoxides; Ozonides
- C01B15/01—Hydrogen peroxide
- C01B15/029—Preparation from hydrogen and oxygen
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- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水素と酸素とを反応させて直接一段の反応操
作で過酸化水素を製造する方法に関するものである。
作で過酸化水素を製造する方法に関するものである。
現行の過酸化水素の主な製造法は、アントラキノン類
を媒体として酸化と還元とを継続的に行なう方法であ
る。この方法の欠点は、（ｉ）還元、酸化、抽出等の多
数の反応装置が必要であること、（ii）多量のアントラ
キノン類の溶液を循環させる必要があること、（iii）
アントラキノン類の分解による損失等があることであ
り、この方法は理想的な過酸化水素の製造方法とはいい
難い。
を媒体として酸化と還元とを継続的に行なう方法であ
る。この方法の欠点は、（ｉ）還元、酸化、抽出等の多
数の反応装置が必要であること、（ii）多量のアントラ
キノン類の溶液を循環させる必要があること、（iii）
アントラキノン類の分解による損失等があることであ
り、この方法は理想的な過酸化水素の製造方法とはいい
難い。
水素と酸素とを直接反応させて効率よく過酸化水素が
製造できれば、アントラキノン類を媒体とする上記の如
き問題点も無くなる。白金族の触媒を用い水素と酸素と
から直接過酸化水素を製造する方法には、既に多数の提
案がある（特開昭50−145395、特開昭51−4097、特開昭
51−124698、特開昭52−109493）。これらの提案は過酸
化水素生成速度が遅く、水溶液中への過酸化水素の蓄積
濃度も低く、工業的な操業に耐え得るレベルには達して
いない。
製造できれば、アントラキノン類を媒体とする上記の如
き問題点も無くなる。白金族の触媒を用い水素と酸素と
から直接過酸化水素を製造する方法には、既に多数の提
案がある（特開昭50−145395、特開昭51−4097、特開昭
51−124698、特開昭52−109493）。これらの提案は過酸
化水素生成速度が遅く、水溶液中への過酸化水素の蓄積
濃度も低く、工業的な操業に耐え得るレベルには達して
いない。
本発明者は、水素と酸素とを直接反応させて過酸化水
素を製造する方法に関して、種々研究した。その結果、
水溶液中で水素と酸素とを反応させるに際し、白金族の
金属を疎水性担体に担持した触媒の存在下に反応させる
と、極めて効率よく過酸化水素が生成し、過酸化水素の
蓄積濃度も高いことを見出し、本発明を完成させるに至
った。
素を製造する方法に関して、種々研究した。その結果、
水溶液中で水素と酸素とを反応させるに際し、白金族の
金属を疎水性担体に担持した触媒の存在下に反応させる
と、極めて効率よく過酸化水素が生成し、過酸化水素の
蓄積濃度も高いことを見出し、本発明を完成させるに至
った。
すなわち、本発明は、白金族触媒の存在下水溶液中で
水素と酸素とを反応させて過酸化水素を製造するに際
し、白金族の金属を疎水性担体に担持した触媒を用いる
ことを特徴とする過酸化水素の製造方法である。
水素と酸素とを反応させて過酸化水素を製造するに際
し、白金族の金属を疎水性担体に担持した触媒を用いる
ことを特徴とする過酸化水素の製造方法である。
而して、本発明の方法に依れば、従来既知の親水性担
体に担持した白金族触媒を用いる方法に比較すると、は
るかに効率よく過酸化水素が生成でき、その蓄積濃度も
高いため、工業的に有利に過酸化水素の製造ができる。
体に担持した白金族触媒を用いる方法に比較すると、は
るかに効率よく過酸化水素が生成でき、その蓄積濃度も
高いため、工業的に有利に過酸化水素の製造ができる。
本発明の方法に用いる触媒は、疎水性担体に担持した
白金族触媒である。疎水性担体とは、反応条件下で疎水
性を示すものであれば本発明の方法に使用可能である。
代表的な疎水性担体には、テフロン（米国デュポン社商
標）で代表されるポリテトラフルオロエチレン、フッ化
黒鉛（カーボンモノフルオライド）、ポリエチレン、ポ
リスチレン、ポリプロピレン、およびシリコーン樹脂等
がある。また通常の親水性担体の表面をテフロン、もし
くはフッ化黒鉛、シリコーン樹脂等で撥水化処理したも
のも使用できる。
白金族触媒である。疎水性担体とは、反応条件下で疎水
性を示すものであれば本発明の方法に使用可能である。
代表的な疎水性担体には、テフロン（米国デュポン社商
標）で代表されるポリテトラフルオロエチレン、フッ化
黒鉛（カーボンモノフルオライド）、ポリエチレン、ポ
リスチレン、ポリプロピレン、およびシリコーン樹脂等
がある。また通常の親水性担体の表面をテフロン、もし
くはフッ化黒鉛、シリコーン樹脂等で撥水化処理したも
のも使用できる。
上記した担体に白金族を担持するには、例えば塩化白
金酸のエタノールもしくはアセトン溶液を含浸する常法
が用いられる。白金族金属の担持量は0.1〜5wt％の範囲
が多用される。
金酸のエタノールもしくはアセトン溶液を含浸する常法
が用いられる。白金族金属の担持量は0.1〜5wt％の範囲
が多用される。
本発明の方法に於いて、白金族とは、ルテニウム、オ
スミウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、および
白金であり、通常はパラジウムまたは白金が多用され
る。または上記した白金族の２種以上の混合物もしくは
合金を用いることもできる。
スミウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、および
白金であり、通常はパラジウムまたは白金が多用され
る。または上記した白金族の２種以上の混合物もしくは
合金を用いることもできる。
疎水性担体に含浸させた白金族化合物は、担体がテフ
ロンの如く、比較的高温に耐える場合には200〜250℃で
水素ガスで還元処理して触媒を調整する。もしくは、水
溶液中、ホルマリン、ヒドラジン等の還元剤により還元
処理することで触媒とする。
ロンの如く、比較的高温に耐える場合には200〜250℃で
水素ガスで還元処理して触媒を調整する。もしくは、水
溶液中、ホルマリン、ヒドラジン等の還元剤により還元
処理することで触媒とする。
触媒の形態は微粉状もしくは粒状、ペレット等任意の
ものでよく、懸濁床または固定床として使用する。
ものでよく、懸濁床または固定床として使用する。
本発明の方法は、O2対H2の相対分圧が50対１から１対
50の範囲で実施するが、爆発範囲外で反応させることが
好ましい。酸素ガスの代りに空気を用いて反応させるこ
ともできる。
50の範囲で実施するが、爆発範囲外で反応させることが
好ましい。酸素ガスの代りに空気を用いて反応させるこ
ともできる。
反応媒体である水溶液は、有機溶媒を含有しない水が
通常使用され、または水と均一相となる様な有機溶媒と
水との混合物も使用できる。水溶液のPHは中性乃至酸性
に保つことが好ましく、塩基性では生成した過酸化水素
の分解が促進されるので好ましくない。
通常使用され、または水と均一相となる様な有機溶媒と
水との混合物も使用できる。水溶液のPHは中性乃至酸性
に保つことが好ましく、塩基性では生成した過酸化水素
の分解が促進されるので好ましくない。
反応媒体である水溶液は反応により生成する過酸化水
素によって微酸性となるため、特にあらかじめ酸を添加
する必要はないが、反応液中に高濃度の過酸化水素を蓄
積させる際には、あらかじめHC1またはH2SO4等の酸を添
加してもよい。
素によって微酸性となるため、特にあらかじめ酸を添加
する必要はないが、反応液中に高濃度の過酸化水素を蓄
積させる際には、あらかじめHC1またはH2SO4等の酸を添
加してもよい。
触媒の使用量は、白金族金属成分として、反応溶液１
に対して１〜3000mg、特に、10〜1000mgが好ましい範
囲である。
に対して１〜3000mg、特に、10〜1000mgが好ましい範
囲である。
反応の温度は、−10〜70℃、特に10〜50℃の範囲が多
用される。反応圧力は大気圧〜100kg/cm2の範囲であ
る。反応は回分式でも連続式でも行うことができる。
用される。反応圧力は大気圧〜100kg/cm2の範囲であ
る。反応は回分式でも連続式でも行うことができる。
以下実施例により本発明を説明する。
実施例−１ 多孔質のテフロン担体（80〜150mesh）に1.5wt％のPd
を担持した触媒を用いて反応を行なった。触媒は反応前
に200〜250℃でH2気流中で１時間処理してから反応に供
した。
を担持した触媒を用いて反応を行なった。触媒は反応前
に200〜250℃でH2気流中で１時間処理してから反応に供
した。
内容積500mlのガラスライニングオートクレーブに0.0
5N HC1水溶液300mlを充填し、触媒10gを添加した。底部
から酸素分圧10kg/cm2、水素分圧1kg/cm2で各々のガス
を流入し液中に分散させ、全圧11kg/cm2で反応させた。
反応器を外部から冷却し内温を14〜16℃に保持した。反
応器の気相部分には大量の窒素を流入させて酸素と水素
とを希釈した。反応開始６時間後には液中の過酸化水素
濃度は11.5wt％に達した。
5N HC1水溶液300mlを充填し、触媒10gを添加した。底部
から酸素分圧10kg/cm2、水素分圧1kg/cm2で各々のガス
を流入し液中に分散させ、全圧11kg/cm2で反応させた。
反応器を外部から冷却し内温を14〜16℃に保持した。反
応器の気相部分には大量の窒素を流入させて酸素と水素
とを希釈した。反応開始６時間後には液中の過酸化水素
濃度は11.5wt％に達した。
実施例−２ シリカゲル粉末（100〜150mesh）にフルオロカーボン
分散液を含浸し担体表面を撥水性とした。これに塩化白
金酸メタノール溶液を含浸させ、ヒドラジン水溶液で還
元後、気相で水素ガス流通下に250℃で処理して触媒を
調整した。触媒の白金組成は1wt％Ptであった。次いで
実施例−１と同様の方法で、触媒の添加量を反応液300m
lに対し12gとして反応させた。
分散液を含浸し担体表面を撥水性とした。これに塩化白
金酸メタノール溶液を含浸させ、ヒドラジン水溶液で還
元後、気相で水素ガス流通下に250℃で処理して触媒を
調整した。触媒の白金組成は1wt％Ptであった。次いで
実施例−１と同様の方法で、触媒の添加量を反応液300m
lに対し12gとして反応させた。
反応開始後５時間で液中の過酸化水素濃度は10.2wt％
に達した。
に達した。
実施例−３ 粒径１〜2mmのアルミナをテフロン分散液に含浸さ
せ、窒素気流中で300℃に加熱し、表面を撥水性とし
た。これを、酢酸パラジウムをアセトンに溶解せしめた
溶液に浸漬、乾燥後、水素気流中で250℃に加熱し触媒
とした。触媒のパラジウム担持量は0.5wt％であった。
せ、窒素気流中で300℃に加熱し、表面を撥水性とし
た。これを、酢酸パラジウムをアセトンに溶解せしめた
溶液に浸漬、乾燥後、水素気流中で250℃に加熱し触媒
とした。触媒のパラジウム担持量は0.5wt％であった。
この触媒を内径15mmのガラス円塔に10cmの層高に充填
した。次いで1N−H2SO4水溶液を層高15cmまで注入し、
底部よりO2 200ml/min、H2 10ml/minのガスを吹き込
み、室温下で反応させた。反応開始６時間で液中の過酸
化水素濃度は9.1％に達した。
した。次いで1N−H2SO4水溶液を層高15cmまで注入し、
底部よりO2 200ml/min、H2 10ml/minのガスを吹き込
み、室温下で反応させた。反応開始６時間で液中の過酸
化水素濃度は9.1％に達した。
比較例−１ 通常の親水性のアルミナ担体に担持した0.5wt％Pd触
媒を用いた以外は実施例−３と同様な方法で反応を実施
した。
媒を用いた以外は実施例−３と同様な方法で反応を実施
した。
反応開始６時間後の液中の過酸化水素濃度は0.89wt％
であった。
であった。
本発明の方法に依れば、直接一段の反応操作で、従来
既知の親水性担体に担持した白金族触媒を用いる方法に
比較すると、はるかに効率よく過酸化水素が生成でき、
その蓄積濃度も高いため、工業的に有利に過酸化水素の
製造ができる。
既知の親水性担体に担持した白金族触媒を用いる方法に
比較すると、はるかに効率よく過酸化水素が生成でき、
その蓄積濃度も高いため、工業的に有利に過酸化水素の
製造ができる。
Claims (1)
- 【請求項１】白金族触媒の存在下水溶液中で水素と酸素
とを反応させて過酸化水素を製造するに際し、白金族の
金属を疎水性担体に担持した触媒を用いることを特徴と
する過酸化水素の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1583288A JP2503036B2 (ja) | 1987-08-14 | 1988-01-28 | 過酸化水素の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62-201942 | 1987-08-14 | ||
| JP20194287 | 1987-08-14 | ||
| JP1583288A JP2503036B2 (ja) | 1987-08-14 | 1988-01-28 | 過酸化水素の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01133909A JPH01133909A (ja) | 1989-05-26 |
| JP2503036B2 true JP2503036B2 (ja) | 1996-06-05 |
Family
ID=26352057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1583288A Expired - Lifetime JP2503036B2 (ja) | 1987-08-14 | 1988-01-28 | 過酸化水素の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2503036B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6432376B1 (en) | 2000-09-05 | 2002-08-13 | Council Of Scientific & Industrial Research | Membrane process for the production of hydrogen peroxide by non-hazardous direct oxidation of hydrogen by oxygen using a novel hydrophobic composite Pd-membrane catalyst |
| US6448199B1 (en) | 2000-09-05 | 2002-09-10 | Council Of Scientific & Industrial Research | Hydrophobic composite Pd-membrane catalyst useful for non-hazardous direct oxidation of hydrogen by oxygen to hydrogen peroxide and method of its preparation |
| US6534440B2 (en) * | 2000-11-29 | 2003-03-18 | Council Of Scientific And Industrial Research | Process for the activation of a metallic palladium based catalyst useful for the direct oxidation of hydrogen to hydrogen peroxide |
-
1988
- 1988-01-28 JP JP1583288A patent/JP2503036B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01133909A (ja) | 1989-05-26 |
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