JPH07241473A - 過酸化水素の製造方法 - Google Patents
過酸化水素の製造方法Info
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- JPH07241473A JPH07241473A JP6032096A JP3209694A JPH07241473A JP H07241473 A JPH07241473 A JP H07241473A JP 6032096 A JP6032096 A JP 6032096A JP 3209694 A JP3209694 A JP 3209694A JP H07241473 A JPH07241473 A JP H07241473A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水溶液中で水素と酸素とを反応させて、直接
一段の反応操作で効率よく過酸化水素を製造する方法を
提供する。 【構成】 酸性水溶液中で粒子サイズが５０ｎｍ以下の
金の微粒子を疎水性担体上に担持した触媒の存在下に、
水素と含酸素ガスとを、１０〜５０℃、５〜５０kg/cm2
Ｇで反応させる。
一段の反応操作で効率よく過酸化水素を製造する方法を
提供する。 【構成】 酸性水溶液中で粒子サイズが５０ｎｍ以下の
金の微粒子を疎水性担体上に担持した触媒の存在下に、
水素と含酸素ガスとを、１０〜５０℃、５〜５０kg/cm2
Ｇで反応させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は過酸化水素の新規製造方
法、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。
法、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、汚染の除去等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、反応後の生成物の単離が容易であり、また、
環境上好ましいためによる。
白、化学薬品の製造、汚染の除去等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、反応後の生成物の単離が容易であり、また、
環境上好ましいためによる。
【０００３】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要であること、
（２）アントラキノン類を溶解させた大量な溶媒を循環
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。
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要であること、
（２）アントラキノン類を溶解させた大量な溶媒を循環
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。
【０００４】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１ー１３３９０９、
特開平２ー２５８６１０、 ＵＳＰー４６６１３３
およびＵＳＰー４６８１７５１等）。これらの提案され
た方法は、あるものは過酸化水素の蓄積量が１０〜２０
％と高い値を得ているが、反応圧が３０〜１４０kg/cm2
Ｇ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。
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１ー１３３９０９、
特開平２ー２５８６１０、 ＵＳＰー４６６１３３
およびＵＳＰー４６８１７５１等）。これらの提案され
た方法は、あるものは過酸化水素の蓄積量が１０〜２０
％と高い値を得ているが、反応圧が３０〜１４０kg/cm2
Ｇ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。
【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
には到達していない。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製造方法を提供することにあ
る。
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
には到達していない。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製造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
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
せるに際し、微粒子状の金を疎水性担体に担持した触媒
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。
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
せるに際し、微粒子状の金を疎水性担体に担持した触媒
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。
【０００６】即ち、本発明は、水溶液中で水素と酸素と
を直接一工程の反応操作により過酸化水素を製造するに
際し、微粒子状の金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である。しかして、本発明の
方法によれば、従来既知の白金族を通常の担体に担持し
た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。
を直接一工程の反応操作により過酸化水素を製造するに
際し、微粒子状の金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である。しかして、本発明の
方法によれば、従来既知の白金族を通常の担体に担持し
た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。
【０００７】本発明の方法に用いる微粒子状の金触媒は
以下の方法で調製するのが便利である。本発明の方法に
適した金の微粒子のサイズは５０ｎｍ以下であり、好ま
しくは２０ｎｍ以下である。この範囲より過大な粒子サ
イズの金では触媒活性が無いか、あるいは、活性が極め
て低いものしか得られない。
以下の方法で調製するのが便利である。本発明の方法に
適した金の微粒子のサイズは５０ｎｍ以下であり、好ま
しくは２０ｎｍ以下である。この範囲より過大な粒子サ
イズの金では触媒活性が無いか、あるいは、活性が極め
て低いものしか得られない。
【０００８】この範囲の金の微粒子を得る方法は原料と
なる金化合物たとえば塩化金酸の希薄水溶液を炭酸ソー
ダ等の塩基を含む水溶液中に注入することで塩基性金塩
の沈澱を生成させることによる。沈澱生成時の水溶液の
ｐＨは６〜１１の範囲であることが好ましい。この範囲
外では、特に酸性域では、沈澱のサイズが上記した範囲
よりも過大となり好ましい触媒とは成り難い。従つて、
塩化金酸水溶液にアルカリ水溶液を注入する方法は好ま
しい沈澱の製造法ではない。金化合物微粒子の沈澱は分
離後、空気雰囲気下に焼成、次いで還元すれば金微粒子
となる。
なる金化合物たとえば塩化金酸の希薄水溶液を炭酸ソー
ダ等の塩基を含む水溶液中に注入することで塩基性金塩
の沈澱を生成させることによる。沈澱生成時の水溶液の
ｐＨは６〜１１の範囲であることが好ましい。この範囲
外では、特に酸性域では、沈澱のサイズが上記した範囲
よりも過大となり好ましい触媒とは成り難い。従つて、
塩化金酸水溶液にアルカリ水溶液を注入する方法は好ま
しい沈澱の製造法ではない。金化合物微粒子の沈澱は分
離後、空気雰囲気下に焼成、次いで還元すれば金微粒子
となる。
【０００９】しかしながら、微粒子状の沈澱は凝集しや
すく、更に触媒として使用するには取扱いに不便である
ので、好ましくは、担体に担持して反応に使用する。使
用する担体は、特に制限は無いが、より好ましくは疎水
性担体である。疎水性担体とは、反応条件下で疎水性を
示すものであればよい。
すく、更に触媒として使用するには取扱いに不便である
ので、好ましくは、担体に担持して反応に使用する。使
用する担体は、特に制限は無いが、より好ましくは疎水
性担体である。疎水性担体とは、反応条件下で疎水性を
示すものであればよい。
【００１０】代表的な疎水性担体には、テフロン（米国
デユポン社商標）で代表されるポリテトラフルオロエチ
レン、フツ化黒鉛、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フツ素化反応処理、テフロン、フ
ツ化黒鉛、シリコーン樹脂で撥水化処理したもの等も使
用される。
デユポン社商標）で代表されるポリテトラフルオロエチ
レン、フツ化黒鉛、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フツ素化反応処理、テフロン、フ
ツ化黒鉛、シリコーン樹脂で撥水化処理したもの等も使
用される。
【００１１】この外に、結晶状シリカ、または高シリカ
ゼオライトも好ましい担体として使用できる。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、またはケイ酸エチル等のケイ素化合物
をテトラアルキルアンモニウムハイドロオキサイド、ま
たはテトラアルキルアンモニウムブロマイドと水酸化ナ
トリウム等のアルカリ物質と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９０〜２００℃、時間は数
時間〜１００時間の範囲である。または、シリカライト
なる商品名で米国ユニオンカーバイトで製造されている
もの等も使用できる。高シリカゼオライトは、シリカ／
アルミナ比が２０〜２００の範囲が多用される。アルミ
の外に金属成分としてチタン、亜鉛、ガリウム、ボロ
ン、または、錫を含有する高シリカゼオライトでも本発
明の方法に同様に使用できる。
ゼオライトも好ましい担体として使用できる。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、またはケイ酸エチル等のケイ素化合物
をテトラアルキルアンモニウムハイドロオキサイド、ま
たはテトラアルキルアンモニウムブロマイドと水酸化ナ
トリウム等のアルカリ物質と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９０〜２００℃、時間は数
時間〜１００時間の範囲である。または、シリカライト
なる商品名で米国ユニオンカーバイトで製造されている
もの等も使用できる。高シリカゼオライトは、シリカ／
アルミナ比が２０〜２００の範囲が多用される。アルミ
の外に金属成分としてチタン、亜鉛、ガリウム、ボロ
ン、または、錫を含有する高シリカゼオライトでも本発
明の方法に同様に使用できる。
【００１２】本発明の方法に使用するより好ましい触媒
は上記した疎水性担体に金の微粒子を担持させたもので
ある。担持する金の粒子サイズは上述した範囲である５
０ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以下である。担体上へ
の担持方法は種々な方法があるが、工業的に容易に実施
可能な方法としては、以下の方法がある。炭酸ソーダ等
のアルカり物質を溶解させた水溶液中に上記した担体を
投入しスラリーとする。水溶液のｐＨは６〜１１、より
好ましくは特に８〜１１の範囲に保つ。スラリー濃度は
２〜３０ｗｔ％の範囲が多用される。塩化金酸等の水溶
性金化合物を溶解させた水溶液を調製する。金化合物の
濃度は０．１〜１０ｗｔ％の範囲が多用される。この金
化合物水溶液を上記した塩基性水溶液に懸濁させた担体
スラリー中に充分に攪はんしながら滴下注入する。滴下
注入する際の温度は室温〜９０℃の範囲が多用される。
金化合物水溶液を上記スラリー中に滴下する際に、水溶
液の相で金塩の沈澱が実質的に析出しないように、適宜
調製条件を選択することが望ましい。このためには、塩
基および金化合物の水溶液濃度を充分低い値に保持する
ほうが、好結果が得られる場合が多い。金塩の析出沈澱
は担体上でのみ生成させるようにすると上記したサイズ
の金微粒子の分布を多くすることができる。担体上への
金の担持量は０．０５〜５ｗｔ％の範囲が多用される。
は上記した疎水性担体に金の微粒子を担持させたもので
ある。担持する金の粒子サイズは上述した範囲である５
０ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以下である。担体上へ
の担持方法は種々な方法があるが、工業的に容易に実施
可能な方法としては、以下の方法がある。炭酸ソーダ等
のアルカり物質を溶解させた水溶液中に上記した担体を
投入しスラリーとする。水溶液のｐＨは６〜１１、より
好ましくは特に８〜１１の範囲に保つ。スラリー濃度は
２〜３０ｗｔ％の範囲が多用される。塩化金酸等の水溶
性金化合物を溶解させた水溶液を調製する。金化合物の
濃度は０．１〜１０ｗｔ％の範囲が多用される。この金
化合物水溶液を上記した塩基性水溶液に懸濁させた担体
スラリー中に充分に攪はんしながら滴下注入する。滴下
注入する際の温度は室温〜９０℃の範囲が多用される。
金化合物水溶液を上記スラリー中に滴下する際に、水溶
液の相で金塩の沈澱が実質的に析出しないように、適宜
調製条件を選択することが望ましい。このためには、塩
基および金化合物の水溶液濃度を充分低い値に保持する
ほうが、好結果が得られる場合が多い。金塩の析出沈澱
は担体上でのみ生成させるようにすると上記したサイズ
の金微粒子の分布を多くすることができる。担体上への
金の担持量は０．０５〜５ｗｔ％の範囲が多用される。
【００１３】懸濁床用の反応器に使用する触媒を調製す
るには粉末または微小球状に成型された担体を使用し、
固定床反応器用に使用する触媒を得るには、固定床用に
成型された担体を用いる。 上記の方法で金塩を担持し
た触媒の先駆体は充分に脱イオン水で洗浄し、濾別乾燥
後、空気雰囲気下に２００〜４００℃で焼成して触媒と
する。樹脂製の担体の場合には加熱焼成処理ができない
ため、液相中でヒドラジン、またはアルデヒド類等の還
元剤で還元処理することにより触媒を調製する。
るには粉末または微小球状に成型された担体を使用し、
固定床反応器用に使用する触媒を得るには、固定床用に
成型された担体を用いる。 上記の方法で金塩を担持し
た触媒の先駆体は充分に脱イオン水で洗浄し、濾別乾燥
後、空気雰囲気下に２００〜４００℃で焼成して触媒と
する。樹脂製の担体の場合には加熱焼成処理ができない
ため、液相中でヒドラジン、またはアルデヒド類等の還
元剤で還元処理することにより触媒を調製する。
【００１４】本発明の方法は水溶液中で、または水雰囲
気中で酸素対水素の相対分圧が５０対１から１対５０の
範囲で実施するが、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。反応媒体である水溶液は有
機物を含有しないものが通常使用されるが、水と均一相
を成す様な有機溶剤と水との混合溶媒も使用可能であ
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。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となるが反応媒体
中に高濃度の過酸化水素を蓄積させるには、反応媒体に
酸を添加する方法が多用される。使用する酸は、塩酸、
臭化水素酸、硫酸、燐酸等が好ましく、また硫酸と燐酸
との混合物等のように上記の酸を組み合わせたものであ
つてもよい。これらの酸の濃度は特に制限はないが大略
０．００１〜０．５規定の範囲が好ましい。
気中で酸素対水素の相対分圧が５０対１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。反応媒体である水溶液は有
機物を含有しないものが通常使用されるが、水と均一相
を成す様な有機溶剤と水との混合溶媒も使用可能であ
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。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となるが反応媒体
中に高濃度の過酸化水素を蓄積させるには、反応媒体に
酸を添加する方法が多用される。使用する酸は、塩酸、
臭化水素酸、硫酸、燐酸等が好ましく、また硫酸と燐酸
との混合物等のように上記の酸を組み合わせたものであ
つてもよい。これらの酸の濃度は特に制限はないが大略
０．００１〜０．５規定の範囲が好ましい。
【００１５】触媒の使用量は金の金属成分として、バツ
チ式の懸濁床反応器の例で示せば、反応液１リツトルに
対し１〜３０００ｍｇ、特に２〜１０００ｍｇの範囲が
多用される。反応の温度は、０〜８０℃、特に１０〜５
０℃の範囲が好ましい。反応の圧力は特に制限はない
が、好ましくは大気圧〜２００kg/cm2Ｇであり、特に５
〜５０kg/cm2Ｇが適当である。反応時間は、バツチ式の
場合、通常０．１〜１００時間、好ましくは数時間〜１
０時間である。 流通式の場合、ガスの接触時間は、通
常０．１秒〜１時間、好ましくは数秒〜数分である。反
応は回分式でも連続式でも行うことができる。
チ式の懸濁床反応器の例で示せば、反応液１リツトルに
対し１〜３０００ｍｇ、特に２〜１０００ｍｇの範囲が
多用される。反応の温度は、０〜８０℃、特に１０〜５
０℃の範囲が好ましい。反応の圧力は特に制限はない
が、好ましくは大気圧〜２００kg/cm2Ｇであり、特に５
〜５０kg/cm2Ｇが適当である。反応時間は、バツチ式の
場合、通常０．１〜１００時間、好ましくは数時間〜１
０時間である。 流通式の場合、ガスの接触時間は、通
常０．１秒〜１時間、好ましくは数秒〜数分である。反
応は回分式でも連続式でも行うことができる。
【００１６】
【実施例】以下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”の粉末を疎水性担体として使用した。１．５％の炭
酸ソーダ水溶液５００ｍｌにシリカライト粉末２０ｇを
懸濁させた。塩化金酸４水和物の０．５ｗｔ％水溶液２
０ｇを上記したシリカライトの懸濁液中に滴下した。滴
下中はスラリーをよく攪伴し均一に金化合物がシリカラ
イトに吸着するようにした。次いで、スラリー溶液の温
度を室温から６０℃まで上昇させ１時間熟成後、シリカ
ライトを濾別し脱イオン水で充分に洗浄した。これを１
１０℃で乾燥後、空気雰囲気下４００℃で１時間焼成し
て触媒を調製した。得られた触媒の金の担持量は０．２
２ｗｔ％であり、金微粒子のサイズは５〜１５ｎｍの範
囲に分布しているものが主であつた。
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”の粉末を疎水性担体として使用した。１．５％の炭
酸ソーダ水溶液５００ｍｌにシリカライト粉末２０ｇを
懸濁させた。塩化金酸４水和物の０．５ｗｔ％水溶液２
０ｇを上記したシリカライトの懸濁液中に滴下した。滴
下中はスラリーをよく攪伴し均一に金化合物がシリカラ
イトに吸着するようにした。次いで、スラリー溶液の温
度を室温から６０℃まで上昇させ１時間熟成後、シリカ
ライトを濾別し脱イオン水で充分に洗浄した。これを１
１０℃で乾燥後、空気雰囲気下４００℃で１時間焼成し
て触媒を調製した。得られた触媒の金の担持量は０．２
２ｗｔ％であり、金微粒子のサイズは５〜１５ｎｍの範
囲に分布しているものが主であつた。
【００１７】内容積２００ｍｌ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０．０１規定の硫酸水溶液５０ｍｌとを入れ、触媒２
ｇを充填した。容器内を窒素でパージ後室温で水素を１
０kg/cm2Ｇまで圧入し、１５分間攪伴し、触媒を活性化
した。反応器底部から、水素分圧２kg/cm2Ｇ、酸素分圧
２０kg/cm2Ｇになるように各々のガスを圧入し液中に分
散させ反応させた。オートクレーブの気相部分は窒素を
送入し酸素と水素の未反応ガスを希釈して爆発の危険を
防止した。反応器外部を水冷し、反応温度を２０℃に保
持し６時間反応後の過酸化水素蓄積濃度は１１．２ｗｔ
％に達した。
たオートクレーブに０．０２規定の塩酸水溶液５０ｍｌ
と０．０１規定の硫酸水溶液５０ｍｌとを入れ、触媒２
ｇを充填した。容器内を窒素でパージ後室温で水素を１
０kg/cm2Ｇまで圧入し、１５分間攪伴し、触媒を活性化
した。反応器底部から、水素分圧２kg/cm2Ｇ、酸素分圧
２０kg/cm2Ｇになるように各々のガスを圧入し液中に分
散させ反応させた。オートクレーブの気相部分は窒素を
送入し酸素と水素の未反応ガスを希釈して爆発の危険を
防止した。反応器外部を水冷し、反応温度を２０℃に保
持し６時間反応後の過酸化水素蓄積濃度は１１．２ｗｔ
％に達した。
【００１８】実施例２ 疎水性炭素粉末（アセチレンブラツク、表面積３００m2
/g）を１ｗｔ％炭酸ソーダ水溶液に懸濁させ、これに塩
化金酸の１％水溶液を滴下注入し、金塩の微粒子を炭素
粉末上に析出させた。これを濾別洗浄、乾燥後窒素雰囲
気下で加熱分解し金微粒子を担持した炭素粉末を調製し
た。金の担持量は０．５ｗｔ％、金微粒子のサイズは５
〜１５ｎｍであつた。金担持炭素粉末を水中で、Ｔｒｉ
ｔｏｎ Ｘ−１００界面活性剤（Ｊ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ社
製）の５％水溶液と共にスラリーとした。ポリテトラフ
ルオロエチレン分散液（Ｄｕｐｏｎｔ Ｔｅｆｒｏｎ
３０）をスラリーに添加し、次いで直径３．５ｍｍのセ
ラミツクリングを加えリング表面をこれらのスラリーで
被覆した。ロータリーエバポレーターで減圧下に処理し
て水分を除去し、ついで減圧下２００℃、最終の２０分
間は温度を３５０℃まで上昇させ、触媒を調製した。
/g）を１ｗｔ％炭酸ソーダ水溶液に懸濁させ、これに塩
化金酸の１％水溶液を滴下注入し、金塩の微粒子を炭素
粉末上に析出させた。これを濾別洗浄、乾燥後窒素雰囲
気下で加熱分解し金微粒子を担持した炭素粉末を調製し
た。金の担持量は０．５ｗｔ％、金微粒子のサイズは５
〜１５ｎｍであつた。金担持炭素粉末を水中で、Ｔｒｉ
ｔｏｎ Ｘ−１００界面活性剤（Ｊ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ社
製）の５％水溶液と共にスラリーとした。ポリテトラフ
ルオロエチレン分散液（Ｄｕｐｏｎｔ Ｔｅｆｒｏｎ
３０）をスラリーに添加し、次いで直径３．５ｍｍのセ
ラミツクリングを加えリング表面をこれらのスラリーで
被覆した。ロータリーエバポレーターで減圧下に処理し
て水分を除去し、ついで減圧下２００℃、最終の２０分
間は温度を３５０℃まで上昇させ、触媒を調製した。
【００１９】ガラスライニングした内径１インチのトリ
クルベツト式反応器に上記の触媒５０ｍｌを充填し反応
温度２０℃、全圧１０kg/cm2Ｇで反応させた。供給ガス
は６ｖｏｌ％の水素を含む空気とし、全流速は５Ｌ／Ｈ
とし、触媒床下部から圧入した。０．０５規程の硫酸
と、０．０１規程の塩酸を含有する水溶液を触媒床上部
から０．５Ｌ／Ｈで循環させた。反応循環系は全てテフ
ロン被覆したステンレススチールを使用した。５時間の
反応により水溶液中には４．８ｗｔ％の過酸化水素が蓄
積し、水素の過酸化水素への選択率は８０％であつた。
クルベツト式反応器に上記の触媒５０ｍｌを充填し反応
温度２０℃、全圧１０kg/cm2Ｇで反応させた。供給ガス
は６ｖｏｌ％の水素を含む空気とし、全流速は５Ｌ／Ｈ
とし、触媒床下部から圧入した。０．０５規程の硫酸
と、０．０１規程の塩酸を含有する水溶液を触媒床上部
から０．５Ｌ／Ｈで循環させた。反応循環系は全てテフ
ロン被覆したステンレススチールを使用した。５時間の
反応により水溶液中には４．８ｗｔ％の過酸化水素が蓄
積し、水素の過酸化水素への選択率は８０％であつた。
【００２０】比較例１ 実施例１で、使用する触媒の金微粒子の平均サイズが６
０ｎｍの物を使用した以外は実施例１と同様の方法と反
応条件で水素と酸素の反応を試験した。６時間反応を継
続後も過酸化水素の蓄積濃度は０．１９ｗｔ％以下であ
つた。
０ｎｍの物を使用した以外は実施例１と同様の方法と反
応条件で水素と酸素の反応を試験した。６時間反応を継
続後も過酸化水素の蓄積濃度は０．１９ｗｔ％以下であ
つた。
【００２１】実施例３ 使用する触媒の金粒子の平均サイズを１０ｎｍとし、使
用する担体を通常の親水性ヤシ殻炭に替えた触媒を用
い、実施例１と同様の条件で反応を実施した。６時間反
応を継続後の過酸化水素の蓄積濃度は２．７ｗｔ％であ
つた。
用する担体を通常の親水性ヤシ殻炭に替えた触媒を用
い、実施例１と同様の条件で反応を実施した。６時間反
応を継続後の過酸化水素の蓄積濃度は２．７ｗｔ％であ
つた。
【００２２】
【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、従来既知の触媒系より効率よく
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。本方法は過酸化水
素を使用する設備の側にコンパクトに設置するオンサイ
トプラントに適している。
直接一段の反応操作で、従来既知の触媒系より効率よく
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。本方法は過酸化水
素を使用する設備の側にコンパクトに設置するオンサイ
トプラントに適している。
Claims (4)
- 【請求項１】 水溶液中で水素と酸素とを直接一工程の
反応操作により過酸化水素を製造するに際し、微粒子状
の金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。 - 【請求項２】 微粒子状の金が、疎水性担体に担持した
微粒子状の金である請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 微粒子状の金が、５０ｎｍ以下の粒子の
ものである請求項１または２記載の方法。 - 【請求項４】 微粒子状の金が、２０ｎｍ以下の粒子の
ものである請求項３記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6032096A JPH07241473A (ja) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | 過酸化水素の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6032096A JPH07241473A (ja) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | 過酸化水素の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07241473A true JPH07241473A (ja) | 1995-09-19 |
Family
ID=12349366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6032096A Pending JPH07241473A (ja) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | 過酸化水素の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07241473A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6387346B1 (en) | 1999-03-20 | 2002-05-14 | Degussa-Huls Ag | Process for producing hydrogen peroxide by direct synthesis |
| US6468496B2 (en) | 2000-12-21 | 2002-10-22 | Arco Chemical Technology, L.P. | Process for producing hydrogen peroxide |
| US7011807B2 (en) | 2003-07-14 | 2006-03-14 | Headwaters Nanokinetix, Inc. | Supported catalysts having a controlled coordination structure and methods for preparing such catalysts |
| US7045479B2 (en) | 2003-07-14 | 2006-05-16 | Headwaters Nanokinetix, Inc. | Intermediate precursor compositions used to make supported catalysts having a controlled coordination structure and methods for preparing such compositions |
| US7067103B2 (en) | 2003-03-28 | 2006-06-27 | Headwaters Nanokinetix, Inc. | Direct hydrogen peroxide production using staged hydrogen addition |
| JP2006321673A (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 過酸化水素の製造方法 |
| US7144565B2 (en) | 2003-07-29 | 2006-12-05 | Headwaters Nanokinetix, Inc. | Process for direct catalytic hydrogen peroxide production |
| US7396795B2 (en) | 2005-08-31 | 2008-07-08 | Headwaters Technology Innovation, Llc | Low temperature preparation of supported nanoparticle catalysts having increased dispersion |
| US7563742B2 (en) | 2006-09-22 | 2009-07-21 | Headwaters Technology Innovation, Llc | Supported nickel catalysts having high nickel loading and high metal dispersion and methods of making same |
-
1994
- 1994-03-02 JP JP6032096A patent/JPH07241473A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6387346B1 (en) | 1999-03-20 | 2002-05-14 | Degussa-Huls Ag | Process for producing hydrogen peroxide by direct synthesis |
| US6468496B2 (en) | 2000-12-21 | 2002-10-22 | Arco Chemical Technology, L.P. | Process for producing hydrogen peroxide |
| US7067103B2 (en) | 2003-03-28 | 2006-06-27 | Headwaters Nanokinetix, Inc. | Direct hydrogen peroxide production using staged hydrogen addition |
| US7105143B2 (en) | 2003-03-28 | 2006-09-12 | Headwaters Nanokinetix, Inc. | Direct hydrogen peroxide production using staged hydrogen addition |
| US7011807B2 (en) | 2003-07-14 | 2006-03-14 | Headwaters Nanokinetix, Inc. | Supported catalysts having a controlled coordination structure and methods for preparing such catalysts |
| US7045479B2 (en) | 2003-07-14 | 2006-05-16 | Headwaters Nanokinetix, Inc. | Intermediate precursor compositions used to make supported catalysts having a controlled coordination structure and methods for preparing such compositions |
| US7144565B2 (en) | 2003-07-29 | 2006-12-05 | Headwaters Nanokinetix, Inc. | Process for direct catalytic hydrogen peroxide production |
| JP2006321673A (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 過酸化水素の製造方法 |
| US7396795B2 (en) | 2005-08-31 | 2008-07-08 | Headwaters Technology Innovation, Llc | Low temperature preparation of supported nanoparticle catalysts having increased dispersion |
| US7563742B2 (en) | 2006-09-22 | 2009-07-21 | Headwaters Technology Innovation, Llc | Supported nickel catalysts having high nickel loading and high metal dispersion and methods of making same |
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