JP5048643B2 - イオン性液体を用いた過酸化水素の直接製造法 - Google Patents
イオン性液体を用いた過酸化水素の直接製造法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5048643B2 JP5048643B2 JP2008325188A JP2008325188A JP5048643B2 JP 5048643 B2 JP5048643 B2 JP 5048643B2 JP 2008325188 A JP2008325188 A JP 2008325188A JP 2008325188 A JP2008325188 A JP 2008325188A JP 5048643 B2 JP5048643 B2 JP 5048643B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen peroxide
- ionic liquid
- catalyst
- imide
- ethyl
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Description
しかし、過酸化水素の直接合成法において、有機溶媒を用いない系においても同様に優れた製造効率を有する製法が望まれている。
本発明の好ましい態様では、上記イオン性液体が、陽イオンと陰イオンの塩で、かつ常温で液体である有機化合物である。また、本発明の別の好ましい態様では、上記イオン性液体が、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、トリヘキシルテトラデカンホスホニウムクロライド、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1,3−ジアリルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、N−ブチル−N−メチルピロリジウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド及び1−エチル−3−メチルイミダゾリウムハイドロジェンスルフェートからなる群から選ばれる1以上の化合物を含む。
また、本発明の別の好ましい態様では、上記イオン性液体を、イオン性液体と上記水溶液中の水溶媒との合計量に対して、1〜50重量%添加する。更に、本発明の別の好ましい態様では、上記触媒が、チタニア(二酸化チタン)に貴金属を担持させた触媒であるか、あるいは、上記触媒が、貴金属を含むコロイド粒子が分散した貴金属コロイド溶液である。
本発明は、水溶液中で触媒の存在下に水素と酸素とを反応させる過酸化水素の直接製造法において、反応系にイオン性液体を存在させることを特徴とする過酸化水素の直接製造法である。
本発明におけるイオン性液体とは、陽イオンと陰イオンの塩で、かつ常温で液体である有機化合物である。具体的には、好ましいイオン性液体とは、例えば、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、トリヘキシルテトラデカンホスホニウムクロライド、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1,3−ジアリルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、N−ブチル−N−メチルピロリジウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド及び1−エチル−3−メチルイミダゾリウムハイドロジェンスルフェートなどが挙げられる。これらのうち、より好ましくは、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドおよび1−エチル−3−メチルイミダゾリウムハイドロジェンスルフェートが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよく、2以上を混合して使用してもよい。
本発明における貴金属コロイドを構成する微小粒子は、白金、パラジウム、銀、金、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、オスミウムといった貴金属を1種以上含む。好ましい貴金属コロイドは、単一粒子としては、白金またはパラジウム粒子を含むコロイドであり、また、白金/パラジウムコロイド、金/パラジウムコロイドのような2元系の貴金属コロイドも好ましい触媒である。また、コロイドを構成する貴金属粒子の粒径は1〜10nmのものが好ましい。これらの範囲外の粒径のコロイドを適用しても合成反応は生じるが、1〜10nmの領域のコロイドが特に活性が高いからである。
堺化学製高表面積ルチル型チタニア(STR100N)10g、HAuCl40.05gおよびPdCl20.12gを水100mlに懸濁した。マグネチックスターラーで攪拌しながら、加熱して半液体状になるまで水分を除去した。さらに、マグネチックスターラーを除去後、60℃にて一晩乾燥した。この乾燥試料を粉砕後、0.5〜1.18mmに整粒し、450℃、40ml/minのH2気流中で4時間還元処理を行うことにより、青紫色の粒状触媒を得た。
攪拌装置およびガス吹き込み管を備えたテフロン(登録商標)で内張りをした230mlのオートクレイブに、上記で製造したAu/Pd−ルチル型チタニア担持触媒1.5g、NaCl0.368g、硫酸2.8gおよび1-エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)6mlを蒸留水で希釈し、全量で75mlとして仕込んだ。オートクレイブを10℃に調整しながら、ガスを50ml/min(水素:2.5%、酸素:19.5%、窒素:30%、アルゴン:48%)でオートクレイブに吹き込みながら圧力を1Mパスカルに調整し、回転数800rpmで攪拌しながら2時間反応させた。
(1)過酸化水素の生成速度は、以下のように求めた。
過酸化水素生成速度=(生成した過酸化水素モル濃度)÷(反応時間)
なお、生成した過酸化水素のモル濃度は、硫酸チタニルを過酸化水素の発色剤として使用し、紫外可視分光光度計(商品名:V-550、日本分光製)を用いて測定した。
(2)水素の反応率は、以下のように求めた。
水素の反応率=(消費された水素量)÷(吹き込んだ水素の全量)
なお、消費された水素量は、ガスクロマトグラフィー(商品名:GC-8A、島津製作所製)を用いて測定した。
(3)過酸化水素の選択率は次式によって計算した。
過酸化水素の選択率(%)=[(反応により生成した過酸化水素のモル量)÷(消費された水素量から算出した過酸化水素の理論生成モル量)]×100
なお、生成した過酸化水素のモル量は、硫酸チタニルを過酸化水素の発色剤として使用し、紫外可視分光光度計(商品名:V-550、日本分光製)を用いて測定した。
(4)過酸化水素の収率は、以下のように求めた。
過酸化水素の収率=(水素の反応率)×(過酸化水素の選択率)
これらの結果を表−1に示す。
イオン性液体として、実施例1の1-エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)に代えて、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを用いた以外は実施例1と同様に実施した。実施例1と同様に測定した結果を表−1に示す。
イオン性液体として、実施例1の1-エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)に代えて、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムハイドロジェンスルフェートを用いた以外は実施例1と同様に実施した。実施例1と同様に測定した結果を表−1に示す。
イオン性液体を用いなかった以外は、実施例1と同様に実施した。実施例1と同様に測定した結果を表−1に示す。
蒸留水25mlおよびエタノール25mlの混合溶液中に125μmolHAuCl4および375μmolPdCl2を加えた。さらに、コロイドを均一に分散するために、保護剤としてポリビニルピロリドン(分子量:40,000)0.43gを、還元剤としてシュウ酸二水和物1gを加えた。マグネチックスターラーで攪拌しながら、60分還流を行うことにより、赤褐色の粘稠な液体が得られた。
攪拌装置およびガス吹き込み管を備えたテフロン(登録商標)で内張りをした230mlのオートクレイブに、上記で製造したAu/Pd−PVPコロイド溶液14ml、NaCl0.368g、硫酸2.8gおよび1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド 6mlを蒸留水で希釈し、全量で75mlとして仕込んだ。オートクレイブを10℃に調整しながら、ガスを250ml/min(水素:2.5%、酸素:19.5%、窒素:30%、アルゴン:48%)でオートクレイブに吹き込みながら圧力を1Mパスカルに調整し、回転数800rpmで攪拌しながら30分反応させた。実施例1と同様に測定した結果を表−2に示す。
イオン性液体として、実施例4の1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドに代えて、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムハイドロジェンスルフェートを用いた以外は実施例4と同様に実施した。実施例1と同様に測定した結果を表−2に示す。
イオン性液体を用いなかった以外は、実施例4と同様に実施した。実施例1と同様に測定した結果を表−2に示す。
Claims (9)
- 水溶液中で触媒の存在下に水素と酸素とを反応させる過酸化水素の直接製造法において、反応系に、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、トリヘキシルテトラデカンホスホニウムクロライド、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1,3−ジアリルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、N−ブチル−N−メチルピロリジウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド及び1−エチル−3−メチルイミダゾリウムハイドロジェンスルフェートからなる群から選ばれる1以上の化合物を含むイオン性液体を存在させることを特徴とする過酸化水素の直接製造法。
- 前記イオン性液体が、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドおよび1−エチル−3−メチルイミダゾリウムハイドロジェンスルフェートからなる群から選ばれる1以上の化合物を含む請求項1に記載の過酸化水素の直接製造法。
- 前記イオン性液体を、該イオン性液体と前記水溶液中の水溶媒との合計量に対して、1〜50重量%添加する請求項1または2に記載の過酸化水素の直接製造法。
- 前記イオン性液体の添加量が2〜40重量%である請求項3に記載の過酸化水素の直接製造法。
- 前記触媒が、チタニア(二酸化チタン)に貴金属を担持させた触媒である請求項1から4のいずれかに記載の過酸化水素の直接製造法。
- 前記貴金属が、白金、パラジウム、銀、金、ルテニウム、ロジウム、イリジウム及びオスミウムからなる群より選択される1種以上を含む請求項5記載の過酸化水素の直接製造法。
- 前記触媒が、貴金属を含むコロイド粒子が分散した貴金属コロイド溶液である請求項1から4のいずれかに記載の過酸化水素の直接製造法。
- 前記貴金属コロイド溶液を構成するコロイド粒子が、白金、パラジウム、銀、金、ルテニウム、ロジウム、イリジウム及びオスミウムからなる群より選択される1種以上を含む請求項7記載の過酸化水素の直接製造法。
- 前記貴金属コロイド溶液が、保護剤として、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコールクエン酸、酒石酸、アルギン酸、ポリリン酸、ポリ(N−カルボキシメチル)アリルアミン、ポリ(N,N−ジカルボキシメチル)アリルアミン及びポリ(N−カルボキシメチル)エチレンイミンからなる群から選択される1以上の有機化合物を含む請求項7または8記載の過酸化水素の直接製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008325188A JP5048643B2 (ja) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | イオン性液体を用いた過酸化水素の直接製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008325188A JP5048643B2 (ja) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | イオン性液体を用いた過酸化水素の直接製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010143810A JP2010143810A (ja) | 2010-07-01 |
| JP5048643B2 true JP5048643B2 (ja) | 2012-10-17 |
Family
ID=42564628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008325188A Active JP5048643B2 (ja) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | イオン性液体を用いた過酸化水素の直接製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5048643B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107261738A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-10-20 | 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 | 一种燃煤烟气的高效处理方法 |
| CN108128765A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-08 | 贵州大学 | 制备氮掺杂多孔碳材料的方法及应用 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014114167A (ja) * | 2011-03-30 | 2014-06-26 | Kyushu Univ | ブルッカイト型の酸化チタンを用いた過酸化水素の直接製造法 |
| EP3323779B1 (en) * | 2016-11-18 | 2020-06-03 | Diehl Aviation Gilching GmbH | Method for generating oxygen using ionic liquids for decomposing peroxides |
| KR102805101B1 (ko) * | 2023-01-27 | 2025-05-08 | 아주대학교산학협력단 | 과산화수소 생산 촉진제 및 그 활용 방법 |
| CN120600539B (zh) * | 2025-06-26 | 2025-11-21 | 上海永铭电子股份有限公司 | 一种适用于低气压环境的固液混合铝电解电容 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4772458A (en) * | 1986-11-19 | 1988-09-20 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Catalytic process for making hydrogen peroxide from hydrogen and oxygen employing a bromide promoter |
| AU5434294A (en) * | 1992-11-20 | 1994-06-22 | Showa Denko Kabushiki Kaisha | Process for producing hydrogen peroxide |
| SE9602484D0 (sv) * | 1996-06-24 | 1996-06-24 | Eka Chemicals Ab | Method of producing a chemical compound |
| JP4709954B2 (ja) * | 2005-09-21 | 2011-06-29 | 田中貴金属工業株式会社 | 過酸化水素の直接合成法 |
| US7357909B2 (en) * | 2006-06-28 | 2008-04-15 | Lyondell Chemical Technology, L.P. | Process for producing hydrogen peroxide |
-
2008
- 2008-12-22 JP JP2008325188A patent/JP5048643B2/ja active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107261738A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-10-20 | 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 | 一种燃煤烟气的高效处理方法 |
| CN108128765A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-08 | 贵州大学 | 制备氮掺杂多孔碳材料的方法及应用 |
| CN108128765B (zh) * | 2017-12-26 | 2021-04-30 | 贵州大学 | 制备氮掺杂多孔碳材料的方法及应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2010143810A (ja) | 2010-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI229052B (en) | Process for the continuous production of hydrogen peroxide | |
| JP5073133B2 (ja) | 過酸化水素を直接合成するための触媒および方法 | |
| JP5048643B2 (ja) | イオン性液体を用いた過酸化水素の直接製造法 | |
| US5320821A (en) | Method for producing hydrogen peroxide | |
| US5965101A (en) | Process for producing hydrogen peroxide | |
| CN103874540B (zh) | 用于h2o2合成的催化剂及制备此种催化剂的方法 | |
| TWI238857B (en) | Direct synthesis of hydrogen peroxide in a multicomponent solvent system | |
| KR20080106047A (ko) | 과산화수소를 수득하는 공정 | |
| US9610573B2 (en) | Process to obtain hydrogen peroxide, and catalyst supports for the same process | |
| JP2015533344A (ja) | 過酸化水素の直接合成 | |
| JPH09241009A (ja) | 過酸化水素の製造方法 | |
| WO2012133149A1 (ja) | ブルッカイト型の酸化チタンを用いた過酸化水素の直接製造法 | |
| JP4709954B2 (ja) | 過酸化水素の直接合成法 | |
| EP3107652A1 (en) | Process to obtain hydrogen peroxide, and catalyst and catalysts supports for said process | |
| JPWO2018016359A1 (ja) | 過酸化水素製造用貴金属触媒および過酸化水素の製造方法 | |
| JP4655755B2 (ja) | 過酸化水素の製造方法 | |
| CN104379502B (zh) | 过氧化氢的制造方法 | |
| JP2005272255A (ja) | 過酸化水素の直接合成法 | |
| JPH107408A (ja) | 過酸化水素の製造方法 | |
| JPWO2020054794A1 (ja) | パラジウム含有組成物および過酸化水素の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111201 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111201 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120510 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120522 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120620 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120710 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120719 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150727 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5048643 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
