一种利用微液滴产生过氧化氢溶液的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种利用微液滴产生过氧化氢溶液的装置及方法，包括以下步骤：在密闭容器中，将反应液雾化生成微液滴；反应液为纯水或含有催化剂的水溶液；再通入臭氧，使臭氧与微液滴反应生成过氧化氢溶液

【技术实现步骤摘要】
一种利用微液滴产生过氧化氢溶液的装置及方法


[0001]本专利技术涉及化学催化分解
，特别是涉及一种利用微液滴产生过氧化氢溶液的装置及方法
。

技术介绍

[0002]过氧化氢
(H2O2)
是一种绿色环保的强氧化剂，已广泛应用于医疗
、
生活
、
工业及环境治理等领域
。
蒽醌法是目前主流的工业生产方法，其包括氢化
、
氧化
、
过氧化氢萃取及工作溶液净化循环等步骤，所需能耗高，步骤繁杂，易产生有害副产品
。
由于过氧化氢本身不稳定，运输和存储大量过氧化氢还存在安全隐患
。
[0003]近年来，为了契合能源发展目标，构建以新能源为主体的新型能源系统，实施可再生能源替代措施，促进构建清洁
、
低碳
、
安全
、
高效的现代能源体系
。
国内外研究者在此基础上开发了全新的过氧化氢生产途径，主要有异丙醇氧化法
、
氢氧直接化合法
、
电化学法
、
离子体法等
。
但是，大部分方法的成本较高，且存在一定缺陷
。
其中，氢氧直接化合法将氢气和氧气按照一定比例通入装有负载催化剂的反应器中，在催化剂的作用下得到过氧化氢，该过程原理简单，绿色环保，但是，
H2和
O2混合时存在较大的安全隐患，且混合体系中存在不可避免的副反应
。
电化学方法通过运用固态电解质，采取燃料电池方法，以
H2和
O2为原料通过电催化方式得到过氧化氢，该方法绿色合成方法
、
无需化学能量，不产生任何污染物，但是合成效率较差
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种利用微液滴产生过氧化氢溶液的装置及方法，解决现有技术中环境污染大
、
效率低的技术问题
。
[0005]为达到上述技术目的，本专利技术提供的技术方案是：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种利用微液滴产生过氧化氢溶液的方法，包括以下步骤：在密闭容器中，将反应液雾化生成微液滴；反应液为纯水或含有催化剂的水溶液；再通入臭氧，使臭氧与微液滴反应生成过氧化氢溶液
。
[0007]第二方面，本专利技术提供一种利用微液滴产生过氧化氢溶液的装置，包括第一密闭室和第二密闭室，第一密闭室内放置有臭氧发生器，第二密闭室内放置有雾化器，雾化器用于将反应液雾化生成微液滴；第一密闭室通过空气泵连接第二密闭室，用于给第二密闭室提供臭氧；该装置用于上述方法中利用微液滴产生过氧化氢溶液
。
[0008]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
[0009]本专利技术方法借助微液滴界面强电场的特性，在臭氧环境下，实现微液滴自发
、
高效生成过氧化氢，更加环保，成本低，适用性广，且在特定种类以及特定浓度催化剂的配合下，产生高浓度过氧化氢，可达到
1mol/L
以上
。
附图说明
[0010]图1为本专利技术实施例的过氧化氢生成装置的结构示意图；
[0011]图2为本专利技术实施例
1、
实施例4‑9的微液滴转化臭氧生成的过氧化氢的浓度图；
[0012]图3为本专利技术实施例2的微液滴转化臭氧生成的过氧化氢的结果图；
[0013]图4为本专利技术实施例3的微液滴转化臭氧生成的过氧化氢的结果图；
[0014]图5为本专利技术实施例
10
的微液滴转化臭氧生成的过氧化氢的结果图；
[0015]图6为本专利技术实施例
11
的微液滴转化臭氧生成的过氧化氢的结果图；
[0016]图7为本专利技术实施例
12
的微液滴转化臭氧生成的过氧化氢的结果图；
[0017]图8为本专利技术实施例
13
的微液滴转化臭氧生成的过氧化氢的结果图；
[0018]图9为本专利技术实施例
14
的微液滴转化臭氧生成的过氧化氢的结果图；
[0019]图
10
为本专利技术实施例
15
的微液滴转化臭氧生成的过氧化氢的结果图；
[0020]图
11
为本专利技术实施例
16
的微液滴转化臭氧生成的过氧化氢的结果图；
[0021]图
12
为本专利技术实施例
17
的微液滴转化臭氧生成的过氧化氢的结果图
。
具体实施方式
[0022]为了使本专利技术的目的
、
技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明
。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术
。
[0023]本专利技术提供一种新型的过氧化氢生产方法，解决了过氧化氢生成过程中环境污染大
、
效率低的问题
。
[0024]参见图1，本专利技术利用微液滴产生高浓度的
H2O2的装置，包括第一密闭室1和第二密闭室3，第一密闭室1内放置有臭氧发生器2，臭氧发生器2能够生成高浓度的臭氧；第二密闭室3内放置雾化器，雾化器用于将反应液如水进行雾化；第一密闭室1和第二密闭室3分别通过空气泵6以及除雾器7连接成循环回路，通过除雾器防止臭氧发生器因水而锈蚀
。
[0025]优选的，第一密闭室1上开设第一出口和第一入口，第二密闭室3上开设第二出口和第二入口，第一出口通过空气泵6连接第二入口，第二出口通过除雾器7连接第一入口
。
[0026]优选的，雾化器包括蠕动泵4以及微液滴生成装置
。
[0027]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述微液滴生成装置包括电喷雾装置以及培养皿，所述反应液注入所述电喷雾装置下的培养皿中；所述电喷雾装置具有雾化片5，雾化片置于反应液中；所述电喷雾装置工作时，电压为3‑
10V
，电流为
200
‑
500mA
，功率为1‑
5W
，频率为
50
‑
200KHz
；所述雾化片5钢片净直径
10
‑
30mm
，孔径1‑
20
μ
m。
[0028]优选的，第一密闭室1和第二密闭室3均采用密闭的亚克力玻璃容器
。
[0029]本专利技术装置主要工作过程及原理包括：
[0030]连接完上述装置后，开启臭氧发生器2，在臭氧发生器2开始工作一段时间后开启空气泵6将高浓度的臭氧抽到装有雾化器的第二密闭室3中，开启雾化器，使
O3转化为
H2O2。
本专利技术主要的反应过程为：
[0031]O3(g)<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种利用微液滴产生过氧化氢溶液的方法，其特征在于，包括以下步骤：在密闭容器中，将反应液雾化生成微液滴；所述反应液为纯水或含有催化剂的水溶液；再通入臭氧，使臭氧与微液滴反应生成过氧化氢溶液
。2.
根据权利要求1所述的利用微液滴产生过氧化氢溶液的方法，其特征在于，所述微液滴的直径小于
10
μ
m。3.
根据权利要求1所述的利用微液滴产生过氧化氢溶液的方法，其特征在于，所述反应液为含有催化剂的水溶液，其浓度为
300
～
600
μ
g/mL。4.
根据权利要求3所述的利用微液滴产生过氧化氢溶液的方法，其特征在于，所述催化剂为
HAuCl4、PdCl2、NaOH、CaCl2、Na2CO3和
NaHCO3中的一种或任意两种的混合物
。5.
根据权利要求3所述的利用微液滴产生过氧化氢溶液的方法，其特征在于，所述催化剂为
HAuCl4和
PdCl2按质量比为
1:(0.5
～
2)
的混合物
。6.
根据权利要求1所述的利用微液滴产生过氧化氢溶液的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金龙，倪枨，郭彦炳，
申请(专利权)人：华中师范大学，
类型：发明
国别省市：