一种分解过氧化氢的方法技术

本发明专利技术涉及一种分解过氧化氢的方法，该方法包括：S1、在含有无机碱的水溶液中，电解石墨成型体，得到液体混合物；S2、将所述液体混合物进行冷冻干燥，得到碱性碳纳米材料；S3、在可选的溶剂存在下，将所述碱性碳纳米材料与含有过氧化氢的溶液在0

【技术实现步骤摘要】
一种分解过氧化氢的方法


[0001]本专利技术涉及一种分解过氧化氢的方法。

技术介绍

[0002]碳纳米材料是指尺寸在纳米级(1
‑
100nm)的细小碳颗粒，与普通纳米材料类似，它在光学、电学、磁性等方面也具有量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等特殊性质。2004年通过电泳法净化单层碳纳米管时发现的尺寸小于10nm的细小碳纳米颗粒首次被命名为碳量子点，它是一种新型的小尺寸碳纳米材料。由于其优异的荧光性质，碳量子点又被称之为荧光碳量子点(CDs)。从CDs的发现到利用的短短几年里，CDs成为了碳纳米家族的一颗新星。随着研究的深入，合成CDs的材料越来越丰富，所用到的合成方法也层出不穷。CDs各方面的性质和利用也被研究得越来越细致和全面，并最终取得了重大的进展。相比于有机染料和传统的半导体量子点(QDs)，CDs除了具有良好的水溶性、高稳定性、低毒性和良好的生物相容性，还具有独特的光学和电学特性。所以，CDs的性质与利用的研究得到了人们越来越多的关注。
[0003]过氧化氢作为绿色氧化剂，在现代化工中的应用越来越广泛。现有利用过氧化氢的化工过程中，或多或少会存在一定的残留。残留的过氧化氢不仅影响产品的质量，增加产物分离难度，还存在爆炸等可能，安全风险大。急需残存过氧化氢的分解利用技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种分解过氧化氢的方法，该方法具有较高的过氧化氢的分解率。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供一种分解过氧化氢的方法，该方法包括：
[0006]S1、在含有无机碱的水溶液中，电解石墨成型体得到液体混合物；
[0007]S2、将所述液体混合物进行冷冻干燥，得到碱性碳纳米材料；
[0008]S3、在可选的溶剂存在下，将所述碱性碳纳米材料与过氧化氢的水溶液在0
‑
100℃下接触反应1
‑
720min。
[0009]可选地，步骤S1中，所述含有无机碱的水溶液中无机碱的含量为0.1
‑
40重量％，优选为0.5
‑
25重量％，进一步优选为1
‑
20重量％。
[0010]可选地，步骤S1中，所述无机碱选自氨水、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡和氢氧化钙中的一种或几种。
[0011]可选地，步骤S1中，所述的电解石墨成型体包括：将与直流电源正极连接的石墨成型体和与直流电源负极连接的导电成型体同时置于含有无机碱的水溶液中，在60
‑
120V的电压下电解2
‑
10天；
[0012]所述石墨成型体为石墨棒或石墨板，所述石墨棒的直径为2
‑
20mm，长度为10
‑
100cm，所述石墨板的长为5
‑
100cm，宽为1
‑
100cm，厚度为0.01
‑
10mm；所述导电成型体为铁棒、铁板、石墨棒、石墨板、铜板或铜棒，优选为铁棒、石墨棒或铜棒；
[0013]所述石墨成型体与所述导电成型体之间的距离为1
‑
50cm。
[0014]可选地，步骤S3中，所述反应的条件包括：温度为20
‑
100℃，时间为1
‑
240min。
[0015]可选地，步骤S3中，所述碱性碳纳米材料与所述含有过氧化氢的溶液用量的重量比为(0.1
‑
10)：100，优选为(0.5
‑
2)：100。
[0016]可选地，步骤S3中，所述含有过氧化氢的溶液的浓度为0.005
‑
5重量％，优选为0.01
‑
2重量％。
[0017]可选地，步骤S3包括：在有机碱和可选的溶剂存在下，将所述碱性碳纳米材料与过氧化氢在30
‑
100℃下接触反应1
‑
120min；
[0018]所述有机碱和所述碱性碳纳米材料用量的重量比为10：(1
‑
100)；
[0019]所述碱性碳纳米材料和所述溶剂用量的重量比为10：(0
‑
1000)；
[0020]所述有机碱选自季铵碱类化合物、脂肪胺类化合物和醇胺类化合物中的一种或几种；
[0021]所述季铵碱类化合物选自四丁基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵或四乙基氢氧化铵，或者为它们中的两者或三者的组合；
[0022]所述脂肪胺类化合物选自丁二胺、正丁胺、乙胺或己二胺，或者为它们中的两者或三者的组合；
[0023]所述醇胺类化合物选自单乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺，或者为它们中的两者或三者的组合；
[0024]所述溶剂选自水和/或醇；所述醇选自甲醇和/或乙醇。
[0025]可选地，步骤S3中，当不存在溶剂时，将所述碱性碳纳米材料与钛硅分子筛按照质量比为1：(0.1
‑
2)，优选为1：(0.4
‑
1)混合后，再与所述含有过氧化氢的溶液在20
‑
80℃下接触反应5
‑
120min。
[0026]可选地，所述反应结束后所述含有过氧化氢的溶液中过氧化氢的残存量为0
‑
100ppm，优选0
‑
50ppm，进一步优选0
‑
10ppm。
[0027]通过上述技术方案，本专利技术以碱性碳纳米材料分解低浓度的过氧化氢，分解效果好。
[0028]本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
[0029]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0030]本专利技术提供一种分解过氧化氢的方法，该方法包括：
[0031]S1、在含有无机碱的水溶液中，电解石墨成型体得到液体混合物；
[0032]S2、将液体混合物进行冷冻干燥，得到碱性碳纳米材料；
[0033]S3、在可选的溶剂存在下，将碱性碳纳米材料与含有过氧化氢的溶液在0
‑
80℃下接触反应1
‑
720min。
[0034]本专利技术将碱性碳纳米材料应用于低浓度的过氧化氢分解反应时过氧化氢分解率较高。
[0035]根据本专利技术，本专利技术的方法对低浓度的过氧化氢的分解效果好，反应结束后含有
过氧化氢的溶液中过氧化氢的残存量为0
‑
100ppm，优选为0
‑
50ppm，进一步优选为0
‑
10ppm。
[0036]根据本专利技术，步骤S1中，含有无机碱的水溶液中无机碱的含量可以在较大的范围内变化，例如可以为0.1
‑
40重量％，优选为0.5
‑
25重量％，进一步优选为1
‑
20重量％。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分解过氧化氢的方法，该方法包括：S1、在含有无机碱的水溶液中，电解石墨成型体，得到液体混合物；S2、将所述液体混合物进行冷冻干燥，得到碱性碳纳米材料；S3、在可选的溶剂存在下，将所述碱性碳纳米材料与含有过氧化氢的溶液在0
‑
100℃下接触反应1
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720min。2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S1中，所述含有无机碱的水溶液中无机碱的含量为0.1
‑
40重量％，优选为0.5
‑
25重量％，进一步优选为1
‑
20重量％。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤S1中，所述无机碱选自氨水、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡和氢氧化钙中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S1中，所述的电解石墨成型体包括：将与直流电源正极连接的石墨成型体和与直流电源负极连接的导电成型体同时置于含有无机碱的水溶液中，在60
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120V的电压下电解2
‑
10天；所述石墨成型体为石墨棒或石墨板，所述石墨棒的直径为2
‑
20mm，长度为10
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100cm，所述石墨板的长为5
‑
100cm，宽为1
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100cm，厚度为0.01
‑
10mm；所述导电成型体为铁棒、铁板、石墨棒、石墨板、铜板或铜棒，优选为铁棒、石墨棒或铜棒；所述石墨成型体与所述导电成型体之间的距离为1
‑
50cm。5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S3中，所述反应的条件包括：温度为20
‑
100℃，时间为1
‑
240min。6.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S3中，所述碱性碳纳米材料与所述含有过氧化氢的溶液用...

【专利技术属性】
技术研发人员：史春风，王肖，康振辉，刘阳，黄慧，周赟杰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：