JPH0517106A - 過酸化水素の製造方法 - Google Patents

過酸化水素の製造方法

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JPH0517106A
JPH0517106A JP17085691A JP17085691A JPH0517106A JP H0517106 A JPH0517106 A JP H0517106A JP 17085691 A JP17085691 A JP 17085691A JP 17085691 A JP17085691 A JP 17085691A JP H0517106 A JPH0517106 A JP H0517106A
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JP
Japan
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hydrogen peroxide
hydrogen
silica
catalyst
platinum group
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JP17085691A
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Tadamitsu Kiyoura
忠光 清浦
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水溶液中で白金族触媒の存在下に水素と酸素
を反応させ、直接一段の反応操作で効率よく過酸化水素
を製造する。 【構成】 水溶液中で白金族触媒の存在下に水素と酸素
とを直接反応させて過酸化水素を製造する際に、白金族
触媒として白金族元素を担持する担体に結晶性シリカ、
あるいは高シリカゼオライトを用いることで、従来既知
の活性炭、無定形シリカ、あるいはシリカアルミナ比の
低いゼオライトを担体に用いた場合より効率よく過酸化
水素が生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は過酸化水素の新規製造法
の、特に水素と酸素とから直接一段の反応で過酸化水素
を製造する際に使用する改良された触媒に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】過酸化水素は有用な酸化剤であり、漂
白、化学薬品の製造、汚染の除去などに広く使用されて
いる。これは、過酸化水素が作用あるいは分解しても水
および/または酸素しか生成しないので汚染を生じるこ
とが無く、環境上好ましいためによる。現在最も一般的
な過酸化水素の製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う方法である。この方法の欠点
は、(1)還元、酸化、抽出、濃縮などの多数の反応装
置が必用であること、(2)アントラキノン類を溶解さ
せた大量な溶液を循環させる必要があること、(3)ア
ントラキノン類の分解による損失があること等であり、
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。
【0003】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ー145395、 特
開昭51ー4097、 特開昭51ー124698、特
開昭52ー109493、 特開平2ー258610、
USPー4462978、 USPー466133
7、 およびUSPー4681751)。これらの提案
された方法は、通常のシリカゲル(非結晶状態)あるい
は活性炭に担持した白金族触媒の存在下に反応を行って
いる。あるものは過酸化水素の蓄積濃度が10〜15%
と高い値を得ているが、反応圧力が30〜140KgG
と高い値を必要とする。工業的に大量の酸素と水素の混
合ガスを上記の如き高い圧力で操作するのは困難な点が
多い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】水素と酸素とを直接反
応させて過酸化水素を製造する上記の提案は、あるもの
は過酸化水素の生成速度が遅く、あるものは過酸化水素
の蓄積濃度が低く、あるものは高い反応圧力を必要とし
爆発の危険があるなど、工業的な操業に耐え得るレベル
には達していない。本発明の目的とするところは、上記
のような欠点のない効率の高い水素と酸素とから直接過
酸化水素を生成させる反応方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】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つい
て、種々研究した。その結果水溶液中で水素と酸素とを
反応させるのに際し、白金族の元素を結晶状シリカある
いは高シリカゼオライトに担持した触媒の存在下に反応
させると、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いだし、本発明を完成させるに
至つた。すなわち、本発明は、白金族触媒の存在下に水
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、白金族の元素を結晶状シリカあるいは高シリ
カゼオライト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
よれば、従来既知の無定形シリカゲル、シリカアルミナ
比の低いゼオライト、あるいは活性炭等の担体に担持し
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し、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。
【0006】本発明の方法に用いる結晶状シリカは、シ
リカ源として、ケイ酸、シリカゾル、コロイダルシリ
カ、あるいはケイ酸エチル等のケイ酸エステルを、テト
ラエチルアンモニウムハイドロオキサイド、あるいは、
テトラプロピルアンモニウムブロマイド等の四級アンモ
ニウム塩、あよび水酸化ナトリウム等のアルカリ物質を
脱イオン水と混ぜ合わせゲル状のスラリーとし、これを
水熱合成することにより製造する。水熱合成の温度は9
0〜200℃、数時間〜100時間の範囲が適当であ
る。四級アンモニウム塩1部に対し酸化珪素3〜50
部、アルカリ物質1部に対し酸化珪素4〜100部、酸
化珪素1部に対し脱イオン水10〜100部の割合で混
合したゲル状スラリーを水熱合成に供する。水熱合成
は、オートクレーブ等の耐圧容器中で実施する。耐圧容
器から取り出したスラリーを充分に水洗して共存する塩
類を除去し遠心分離などの常法で個相を取りだし、80
〜150℃cで乾燥後、500〜600℃まで徐々に昇
温し空気雰囲気下で数時間焼成することで得られる。あ
るいは、シリカライトなる商品名で米国ユニオンカーバ
イト社で製造されているものを使用することもできる。
【0007】高シリカゼオライトは、シリカ/アルミナ
比が20〜300、特に50〜300の範囲が適当であ
る。高シリカゼオライトを得るには、上記した結晶状シ
リカの製法と同様の方法で、シリカ源の他にアルミナ源
としてアルミニウムイソプロポキサイド、あるいはアル
ミナゾル等を加えたゲル状スラリーを水熱合成すること
で製造する。米国モービル社で製造されているZSM−
5等の高シリカゼオライを使用することもできる。アル
ミニウムの代わりにチタン、亜鉛、あるいは、錫を含有
する高シリカゼオライトも本発明の方法に同様に使用で
きる。この場合のチタン、亜鉛、錫に対するシリカの比
はアルミニウムの場合と同様の範囲が適当である。
【0008】上記の元素を含有する高シリカゼオライト
を製造するには、これらの元素の、アルコキサイド、例
えばチタニウムイソプロポキサイド、あるいは、これら
の元素のアセチルアセトナート、あるいは、これらの元
素のゾル状溶液をシリカ源と共に四級アンモニウム塩、
およびアルカリ物質の共存下に水熱合成する。
【0009】本発明の方法に使用する触媒は、上記した
担体上に白金族の元素、パラジウム、白金、ロジウム、
ルテニウムから選んだ一種以上の元素を担持したもので
ある。これらの元素の可溶性塩、例えば塩化パラジウ
ム、塩化白金酸、酢酸パラジウム、塩化ロジウム、酢酸
ルテニウム、あるいは、これらの元素のアセチルアセト
ナート等を脱イオン水、あるいはメタノール、アセトン
等の有機溶媒に溶かして、上記した担体に含浸あるいは
イオン交換等により担持する。
【0010】白金族元素の塩を担持した担体を乾燥後1
50〜500℃で空気雰囲気下に焼成し、次いで100
〜500℃で水素、窒素混合ガス雰囲気下に還元処理し
て触媒とする。触媒の還元処理は水溶液中でホルマリ
ン、ヒドラジン等の還元剤で処理する方法でもよい。担
体上への白金族金属の担持量は0.1〜5%の範囲であ
り、特に0.2〜3%の範囲が多用される。
【0011】反応を懸濁床で実施する際には、粉体の状
態のままでも触媒を使用できるが、固定床で使用する際
にはシリカゾル等の添加物を加え押し出し成型するか、
打錠処理によりタブレツトにして反応に供する。
【0012】本発明の方法は水溶液中で、あるいは水雰
囲気中で、酸素対水素の相対分圧が50対1から1対5
0の範囲で実施するが、できるだけ爆発範囲外で反応さ
せることが安全上好ましい、酸素の代わりに空気等の含
酸素ガスを用いて反応させることもできる。反応媒体で
ある水は有機溶媒を含有しないものが通常使用される
が、また、水と均一相をなす様な有機媒体と水との混合
物も使用できる。水溶液のpHは、中性〜酸性に保つこ
とが好ましく、アルカリ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。
【0013】反応媒体である水溶液は反応により生成す
る過酸化水素により微酸性になるが反応媒体中に高濃度
の過酸化水素を蓄積させるには、酸を添加したほうがよ
い。使用する酸は、塩酸、臭化水素酸、硫酸、燐酸、等
が好ましく、また燐酸と塩酸との混合物などのようにそ
れらを組合わせたものであつてもよい。これらの酸の濃
度はとくに制限はないが0.001〜0.5規定の範囲
が好ましい。触媒の使用量は白金族金属成分として、反
応溶液1リットル(以下Lと略す)に対し1〜3000
mg、特に10〜1000mgの範囲が好ましい。
【0014】反応の温度は、0〜70℃、特に、10〜
50℃の範囲が好ましい。反応圧力はとくに制限はない
が、好ましくは大気圧〜100kgGであり、安全を考
慮して5〜30kgGがより好ましい。反応方式は回分
式でも連続式でも行うことができる。
【0015】
【実施例】以下に実施例により本発明をより具体的に説
明する。 実施例1 ユニオンカーバイト社製の結晶性シリカ、”シリカライ
ト”の粉末に酢酸パラジウムを溶かしたアセトン溶液を
含浸させ、風乾、210℃で空気雰囲気下乾燥後50〜
450℃まで徐々に昇温しながら、水素と窒素の混合ガ
ス流通下に還元処理をし触媒を調製した。得られた触媒
のPd担持量は0.5wt%であつた。内容積200m
lのテフロンライニングしたオートクレーブに0.02
規定の塩酸水溶液50mlと0.05規定の燐酸水溶液
50mlを充填し、触媒500mgを添加した。容器内
を窒素パージ後室温で水素を10kgG充填し10分間
放置し触媒を活性化した。反応器底部から水素分圧1.
5kgG、酸素分圧12kgGで各々のガスを送入し、
液中に分散させ反応させた。反応器の気相部分は大量の
窒素を送入し、酸素と水素の未反応ガスを希釈した。反
応温度は20〜24℃で6時間反応後の過酸化水素蓄積
濃度は10.1wt%に達した。
【0016】実施例2 東洋ソーダ社製の高シリカゼオライト、ZSM−5型
(シリカ対アルミナ比100)をアンモニアでイオン交
換し、500℃で空気流通下加熱してプロトン型とし
た。これに塩化白金酸6水塩2.6重量部と塩化パラジ
ウム15重量部の混合水溶液を含浸し、空気流通下に2
00℃に加熱、次いで450℃で水素ガスを流しながら
還元処理し、触媒を調製した。得られた触媒のPt担持
量は0.1wt%、Pd担持量は0.9wt%であつ
た。これに、シリカゾルを加えペースト状に混練し、押
し出し成型して、径3mmx3mmの錠剤とした。内径
25mm高さ60cmのステンレス製管の内部をガラス
ライニングした反応器に上記の触媒200mlを充填し
上部より300mlの0.03規定塩酸水溶液をポンプ
で循環させた。水溶液の循環量は毎時150mlで反応
器の底部より酸素25L/時、水素2L/時で送入し、
全圧10kgGで反応させた。反応温度は26℃で26
時間反応させ、水溶液中の過酸化水素蓄積濃度9.4w
t%に達した。
【0017】実施例3 200mlのフラスコに窒素雰囲気下、34.2gのテ
トラエトキシ珪素および1.9mlのテトライソプロポ
キシチタンを加え混合した。これに、攪拌しながら水酸
化テトラプロピルアンモニウムの20%水溶液38.9
gを除々に滴下注入した。90℃にて3時間攪拌後、ゲ
ル状のスラリーをチタンライニングしたオートクレーブ
に移し入れ、これに80mlの脱イオン水を添加した。
【0018】オートクレーブをゆるやかに攪拌しなが
ら、175℃で自己発生圧力下に7時間水熱合成をおこ
なつた。冷却後内容物を取り出し、水洗と遠心分離を数
回繰り返し沈澱物を取得した。
【0019】沈澱物を、120℃で空気流通下に4時間
乾燥後、500℃まで除々に昇温し5時間焼成した。生
成物の粉末X線回折スペクトルは結晶性のチタノシリカ
ライトのそれと、よくー致した。
【0020】酢酸パラジウムの水溶液を上記の担体に含
浸させ、空気雰囲気下に200℃に加熱した。次いで、
水素、窒素混合ガス流通下に500℃で還元処理し触媒
を調製した。得られた触媒のパラジウム担持量は1wt
%であつた。
【0021】本触媒を使用し、実施例1と同様の装置を
使用し、同一の反応条件で過酸化水素の合成を実施し
た。6時間反応後の過酸化水素蓄積濃度は11.8wt
%であつた。
【0022】比較例1 無定形のシリカゲル(富士ーデビソン社、MB−5D
型、30〜40ミクロン)に酢酸パラジウムの水溶液を
含浸させ、空気流通下200℃で焼成後、水素、窒素混
合ガスにて、450℃で3時間還元処理を行い、触媒を
調製した。得られた触媒のパラジウム担持量は1wt%
であつた。
【0023】本触媒を用い、実施例1と同様の装置を用
い、同一の反応条件で過酸化水素の合成を実施した。6
時間反応後の過酸化水素蓄積濃度は4.7wt%であつ
た。 比較例2 Y一型ゼオライト粉末をアンモニア水でイオン交換し、
空気雰囲気下に400℃で焼成した。酢酸パラジウムの
アセトン溶液を上記のゼオライトに含浸させ、200℃
で焼成後水素、窒素混合ガスで450℃3時間還元処理
を行い触媒を調製した。得られた触媒のパラジウム担持
量は1wt%であつた。
【0024】本触媒を用い、実施例1と同様の装置を用
い、同一の反応条件で過酸化水素の合成を実施した。6
時間反応後の過酸化水素の蓄積量は5.1wt%であつ
た。 比較例3 活性炭粉末(椰子殻炭)に塩化パラジウム水溶液を含浸
させ、窒素雰囲気下に200℃で乾燥後、水素、窒素ガ
ス流通下に400℃で還元処理を行い触媒を調製した。
得られた触媒のパラジウム担持量は1wt%であつた。
【0025】実施例1と同様の装置を用い、同一の反応
条件で過酸化水素の合成を実施した。6時間反応後の過
酸化水素の蓄積濃度は3.9wt%であつた。
【0026】
【発明の効果】本発明の方法によれば、水素と酸素とを
直接一段の反応操作で、従来既知の担体に担持した白金
族触媒に比較すると、はるかに効率よく過酸化水素が生
成し、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)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 水溶液中で水素と酸素とを直接一段で反
    応させて、過酸化水素を製造するに際し、白金族元素を
    結晶性シリカ若しくは高シリカゼオライトに担持した触
    媒の存在下に反応させることを特徴とする過酸化水素の
    製造方法。
JP17085691A 1991-07-11 1991-07-11 過酸化水素の製造方法 Pending JPH0517106A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5342602A (en) * 1992-12-01 1994-08-30 Degussa Aktiengesellschaft Process for reducing the carbon content of aqueous hydrogen peroxide solutions
US5496532A (en) * 1992-11-20 1996-03-05 Showa Denko K. K. Process for producing hydrogen peroxide
US6127307A (en) * 1996-03-05 2000-10-03 Basf Aktiengesellschaft Catalyst composition free from noble metals
JP2002029712A (ja) * 2000-06-01 2002-01-29 Eni Spa 過酸化水素の連続製造法
KR100383218B1 (ko) * 2000-10-26 2003-05-12 한국화학연구원 과산화수소의 직접적 제조방법
JP2006321673A (ja) * 2005-05-18 2006-11-30 Sumitomo Chemical Co Ltd 過酸化水素の製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5496532A (en) * 1992-11-20 1996-03-05 Showa Denko K. K. Process for producing hydrogen peroxide
US5342602A (en) * 1992-12-01 1994-08-30 Degussa Aktiengesellschaft Process for reducing the carbon content of aqueous hydrogen peroxide solutions
US6127307A (en) * 1996-03-05 2000-10-03 Basf Aktiengesellschaft Catalyst composition free from noble metals
JP2002029712A (ja) * 2000-06-01 2002-01-29 Eni Spa 過酸化水素の連続製造法
KR100383218B1 (ko) * 2000-10-26 2003-05-12 한국화학연구원 과산화수소의 직접적 제조방법
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