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使用TS-1负载的催化剂直接合成过氧化氢

2019-07-17 14:07:55 • 来源：

过氧化氢(H 2 O 2)具有许多工业用途，从水处理和漂白到化学合成。虽然目前生产它的过程非常高效，但它需要大型基础设施。最近与工业合作伙伴合作开展的工作，并在ChemCatChem上发表，展示了一种直接合成H 2 O 2的方法来自氢和氧，使用商业硅酸盐TS-1作为金钯(AuPd)和金钯铂(AuPdPt)催化剂的载体，这种反应可以作为制造过程的第一步原位进行。它表明，将少量铂引入负载型AuPd / TS-1催化剂可以显着提高对H 2 O 2的催化选择性，提高总收率，并代表了探索H 2 O 2直接合成的有希望的系统。

使用TS-1负载的催化剂直接合成过氧化氢

过氧化氢(H 2 O 2)是一种功能强大，对环境友好的工业氧化剂，与其他常见的氧化剂相比，它只产生水作为副产物。H 2 O 2主要用于漂白纸和纺织品，以及用于化学合成，并且越来越多地用于处理工业废物而不是含有氯化物的氧化剂。到2020年，全球对H 2 O 2的需求预计将超过550万吨，需求以每年4%的速度增长。需求的增长主要来自化学合成工业，H 2 O 2 用于生产环氧丙烷和环己酮肟，这是生产聚合物的关键中间体。

目前，过氧化氢几乎完全是由巴斯夫于1939年开发的蒽醌氧化(AO)工艺生产的.AO工艺非常有效，但它也是一个复杂的工艺，需要大规模的操作，这可以防止H 在使用点生产2 O 2。它在相对温和的温度下也是不稳定的，并且需要使用酸性稳定剂以防止其分解成水。使用这些酸性试剂会引起反应器中的腐蚀，并导致使用的显着成本，必须将它们从产品流中除去。

卡迪夫大学的Graham Hutchings教授和他的催化剂设计师团队一直在研究从氢气和氧气中直接合成H 2 O 2的方法，为H 2 O 2的生成提供更加环保的工艺，可以在使用点采用。之前已证明通过向负载在二氧化铈和二氧化钛上的双金属金 - 钯(AuPd)催化剂中添加铂(Pt)来直接合成H 2 O 2的催化选择性得到提高，他们在这项工作中研究了它的用途商业沸石硅酸钛(TS-1)作为直接H 2的 AuPdPt纳米颗粒催化剂的载体O 2合成，与工业合作伙伴合作。ePSIC的分析表明，Au：Pd比率根据纳米粒子的大小而变化，一些小的仅包含钯。

纳米粒子的形态

Hutchings教授说：“我们专注于'合理挑战'，并且访问ePSIC是我们工作的关键。我们在三天时间内预定时间 - 在这种情况下，在E01-JEM ARM 200CF显微镜上 - 进行扫描透射电子显微镜(STEM)和X射线能量色散光谱(X-EDS)。我们团队的成员接受过使用显微镜和处理数据的培训，并能够观察纳米粒子的形态，并做一个元素分析，非常有价值。“

该团队能够证明TS-1负载的AuPd和AuPdPt催化剂用于直接合成H 2 O 2的功效，并建立了通​​过适当的热处理赋予催化剂稳定性同时保持沸石型的MFI结构的方法。他们指出，通过引入低浓度的铂的到支持的金钯/ TS-1催化剂，所以能够显著提高朝ħ催化选择性2 ö 2，提高了整体产量和表示一个有前途的系统探索直接合成的H 2 O 2。这是开发合成H 2 O 的程序的第一阶段2就地然后用它进行化学反应。工作已经完成，将在适当时候发表更多论文。

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