[发明专利]基于钨酸盐的催化材料及其在水氧化产过氧化氢中的应用

说明书

本发明涉及电化学领域，具体公开了一种基于钨酸盐的催化材料及其在水氧化产过氧化氢中的应用，所述基于钨酸盐的催化材料的可以更加环保节能安全可靠的用于水氧化电化学反应来产生过氧化氢，而提供的所述基于钨酸盐的催化材料在水氧化产过氧化氢的化学反应过程中，具有无毒无害、绿色环保，装置设备简单一体、操作不复杂，整个流程原料仅仅就是随处易得的水且能耗较低，应用商业价值极高，应用前景广阔，解决了现有电催化合成过氧化氢的方法存在无法在绿色环保的情况下简单、低廉的生产过氧化氢的问题，具有优异的市场应用前景。

技术领域

本发明涉及电化学领域，具体是一种基于钨酸盐的催化材料及其在水氧化产过氧化氢中的应用。

背景技术

过氧化氢作为一种非常重要的化学品，既是最环保最有效的氧化剂之一，同时也是优良的潜在能量载体无机化合物。在作为氧化剂时，过氧化氢的氧化副产物只有水和氧气，其活性氧含量高达约47％仅次于分子氧。因此，在工业生产、制药和环境保护方面，过氧化氢都具有比较广泛的应用，例如：废水处理、工业漂白(纸张/纸浆/纺织物的漂白)、燃料电池、矿业加工(金铬铜等的提取和分离)、化学氧化(包括从丙烯到丙烯氧化物的大规模生产中及电子材料的蚀刻和纯化)以及有机化合物的合成等技术应用中。

据资料统计，全球每年需要生产220万吨的过氧化氢，并且相比于含氯的氧化剂(例如HClO)，它是一种更加环保绿色的化合物，其需求量正以每年约4％的增长速度稳定增长，预计其产量今后也将呈现不断增长的趋势，因此，这对于过氧化氢的生产工艺也提出的新的考验。

目前，过氧化氢的生产主要依靠蒽醌的氧化过程进行合成(即蒽醌法制过氧化氢)。然而，此方法不仅成本较高，而且会带来很多环境污染。相对来说，电化学合成过氧化氢是一种更加经济有效的方法。而截至现在，大多是采用氧气氧还原的电催化合成过氧化氢的方法，虽然具有较好的性能，但是它需要高纯氧为原料以及贵金属为催化剂，导致装置复杂，成本高昂，也限制了它的发展。因此，提供一种更为环保的催化材料来用于简单易行的通过电催化反应生成过氧化氢，仍然是一大挑战。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于钨酸盐的催化材料，以解决上述背景技术中提出的现有电催化合成过氧化氢的方法存在无法在绿色环保的情况下简单、低廉的生产过氧化氢的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种基于钨酸盐的催化材料，其主要成分包含Bi₂WO₆、CaWO₄、SnWO₄、ZnWO₄、CoWO₄、MnWO₄等中的任意一种或多种；所述基于钨酸盐的催化材料可在通电条件下催化水生成过氧化氢。

因此，本发明提供了一种更为简单易行的电催化反应生成过氧化氢的方法，可以将所述基于钨酸盐的催化材料应用在水氧化产过氧化氢中，本发明在阳极或工作电极通过基于钨酸盐的催化材料(即钨酸盐及其复合材料)作为催化剂直接水氧化生成过氧化氢，该应用化学反应无毒无害、绿色环保，装置设备简单一体、操作不复杂，整个流程原料仅仅就是随处易得的水且能耗较低，在当今全球变暖倡导节能减排的环境下，该应用商业价值极高、应用前景广阔。

本发明实施例另一目的在于提供一种上述的基于钨酸盐的催化材料在水氧化产过氧化氢中的应用。

作为本发明进一步的方案：在所述的基于钨酸盐的催化材料在水氧化产过氧化氢中的应用中，所述应用是将基于钨酸盐的催化材料作为催化剂置于电解装置中，在通电情况下，水在电解装置的阳极或工作电极经所述基于钨酸盐的催化材料的催化作用发生电化学反应氧化成过氧化氢。

作为本发明再进一步的方案：所述电解装置分为两电极反应装置与三电极反应装置，两电极反应装置与三电极反应装置均包含电解池、电极、电解质溶液、隔膜。