JPH01133909A - 過酸化水素の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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−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。

〔従来の技術および発明が解決しようとするＩＩ！り現
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、　（ｉｎ）
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５１−４
０９７　、特開昭５１−１２４６９８、特開昭５２−１
０９４９３　）。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（、工業
的な操業に耐え得るレベルには達していない。

〔課題を解決するための手段および作用〕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ごとを見出し、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。

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。

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損水化処理したもの
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。

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、イリジうム、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
°Ｃ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。

本発明の方法は、Ｏｔ対Ｈ２の相対分圧が５０対ｌ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。

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。

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）ＩＣＩまたはＨｘＳＯａ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Ｉｆ
に対して１〜３０００１１１ｇ、特に、ｌＯ〜１０００
■が好ましい範囲である。

反応の温度は、−１０〜７０°Ｃ１特に１０〜５０°Ｃ
の範囲が多用される。反応圧力は大気圧〜１００　ｋｇ
／ｅｔａ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。

〔実施例〕

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°ＣでＨ２気流中で１時
間処理してから反応に供した。

内容ａ　５００ｄのガラスライニングオートクレーブに
０．０５Ｎ　ＨＣＩ水溶水溶液３００杏Ｎ填し、触媒１
゜ｇを添加した。底部から酸素分圧１０　ｋｇ　／　ｃ
＋ａ　、水素分圧１　ｋｇ／ｃｄで各々のガスを流入し
液中に分散させ、全圧１１　ｋｇ　／　ａａ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０反応開始６時間後には液中の過
酸化水素濃度は１１．５＠ｔ％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凄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°Ｃ
で処理して触媒を調整した。触媒の白金組成は１ｉｎｔ
％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３００ｄ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１０．２ｗ
ｔ％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°Ｃ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°Ｃに加熱し
触媒とした。触媒のパラジウムＩ旦持量は０．５　ｗｔ
％であった。

この触媒を内径１５ｍｍのガラス同浴に１０ｃ＋ａの層
高に充填した０次いでＩ　Ｎ−Ｈ２ＳＯ，水溶液を層高
１５０まで注入し、底部よりＯｔ　２００ｍｆｆ１／ｍ
ｉｎ　、　Ｌ　　１０ｍ１！／ｗｉｎ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Ｑ、５ｗｔ％Ｐ
ｄ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。

反応開始６時間後の液中の過酸化水素濃度は０．８９ｗ
ｔ％であった。

〔発明の効果〕

本発明の方法に依れば、直接−段の反応掻作で、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。

特許出願人　　三井東圧化学株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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。