[发明专利]一种吸附由光解水体系生成的双氧水的方法

说明书

本发明申请公开了一种吸附由光解水体系生成的双氧水的方法，光解水体系包括水、光解催化剂、光源和搅拌器，水在光源的照射条件和光解催化剂的催化作用下发生光解，生成双氧水，在光解水体系外侧设有用于吸附双氧水的吸附材料，吸附材料与光解水体系置于同一个容器内且两者之间通过滤膜分隔。上述方法能够在光解水的过程中将双氧水稳定地吸附富集起来。

技术领域

本发明涉及光解水及双氧水技术领域，具体涉及一种吸附由光解水体系生成的双氧水的方法。

背景技术

过氧化氢的英文名为Hydrogen Peroxide，化学式为H₂O₂，可与水以任意比例混合，混合后的水溶液为无色透明液体，俗称双氧水。由于其中的氢氧原子能够共价形成非极性H-O-O-H结构，过氧根[-O-O-]^2-中的氧显-1价，既容易得电子降低为-2价，也能够失电子升高为0价，因而双氧水的化学性质非常活泼，具有强氧化性和弱还原性。无论是氧化性还是还原性，双氧水参与反应的最终产物H₂O和O₂都是大自然固有物质，不会对环境造成二次污染，因此在化工领域应用广泛。然而，双氧水很不稳定，常温下就会逐渐分解为H₂O和O₂，如果加热或遇光则分解更快，很容易失效，所以通常需要避光保存。

现有技术中生产双氧水的方法包括电解法、异丙醇氧化法、氧阴极还原法、氢氧直接合成法、蒽醌法。其中蒽醌法的工艺较为成熟，已经成为目前世界上生产双氧水的主要方法。但是上述生产工艺都需要大型复杂的生产设备，比如电解池、反应塔，而且为了提高双氧水的浓度和纯度，反应产物需要经过复杂的萃取装置进行多次分离才能得到较纯的双氧水。

光解水也会产生双氧水，Linsebigler A L et.al.在Chem.Rev.1995,95:735～760发表的论文中报道了以TiO₂作光催化剂，光解水体系在300K时会产生■OH自由基，进而偶联生成双氧水，即■OH+■OH→H₂O₂。但是由于光解水体系中主要物质是水，使得双氧水浓度很低，并且双氧水在光解过程中会很快发生分解，所以现有技术在光解水体系中基本没有利用双氧水的可能，而更多的是利用■OH自由基的氧化性能，或者将水和双氧水分解产生的O₂和H₂加以利用。综上可知，光解水体系中的双氧水量少易分解，现有技术未曾考虑也无法做到吸附利用光解水体系中的双氧水。

化工领域的技术人员通晓吸附与催化是两种截然不同的作用，吸附是利用表面积较大的多孔固体材料有选择地将流体中的一个或几个组分积蓄富集起来，从而使混合物组分分离，多孔固体材料称为吸附剂(adsorbent)，积蓄富集的组分称为吸附物或吸附质(adsorbate)；而催化是通过催化剂(catalyst)改变反应物的活化能，进而改变化学反应速率，反应前后催化剂的质量和化学性质保持不变。针对双氧水而言，现有技术中吸附通常是为了提纯双氧水而吸附了其他杂质，例如CN107556426A中采用含氟丙烯酸树脂吸附双氧水产品中的有机物杂质和无机盐杂质。由于双氧水可在光解水体系中分解生成羟基自由基，产生很强的氧化作用，例如CN107522256A说明书第[0009]段公开的催化剂为有吸附性能的吸附剂载体和有光催化性能的光催化剂的组合物，其中有吸附性能的吸附剂载体为活性炭或分子筛，光催化剂为TiO₂或负载TiO₂，加入双氧水则是为了提高光降解的效率，上述吸附剂载体、光催化剂和双氧水的共同目的是降解污水中的有机污染物、净化水质。由此可知，有关双氧水涉及吸附和催化的现有技术出发点都是去除双氧水以外的杂质，无疑这样的工作量会很大，也不能将所有杂质都去除干净。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种吸附由光解水体系生成的双氧水的方法，能够在光解水的过程中将双氧水稳定地吸附富集起来。