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引言
過氧化氫是一種綠色氧化劑，本文概述了其在水中和氧氣中分解的爆炸式增長，其全球使用量已從過去三十年的0.5百萬工業(yè)使用量和三十年前每年百萬噸的狀態(tài)上升到工業(yè)制造領域的450萬噸，2014年每年的重要細節(jié)仍在攀升。與傳統(tǒng)的汽車氧化工業(yè)和民用部門相比，氧氣和氫氣的不同用途決定了直接生產(chǎn)的可行性。
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實驗
全世界所有商業(yè)生產(chǎn)的H2O2都來自蒽醌AO工藝。其原料是氫氣、蒽醌和空氣，氫氣是通過甲烷的蒸汽重整就地制造的，而空氣是免費的。因此，現(xiàn)代技術采用不需要過濾的固定床反應器，而不是裝備有過濾器的老式淤漿型加氫反應器；產(chǎn)物混合物容易從固定床加氫催化劑中分離出來，以便在AO步驟中用壓縮空氣充氣。
為了提取有機相中存在的H2O2，將軟化水添加到高(> 30 m)液-液萃取塔的頂部，以確保水與工作解決方案。水在穿孔塔板上沿塔向下流動，同時工作溶液被泵入塔中。H2O2隨后通過蒸餾(用蒸汽，過氧化物不與水形成共沸混合物，并且可以通過蒸餾完全分離)純化和濃縮至不同的商業(yè)等級，通常高達70 %，之后通過加入穩(wěn)定劑穩(wěn)定濃縮產(chǎn)品，防止不希望的分解，然后泵入產(chǎn)品儲罐。包括均勻的4納米金屬合金納米顆粒(圖2)。
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圖2
一個原因可能是直接合成只能用昂貴的過量純O2來實現(xiàn)，而不能用自由獲得的空氣。此外，反應壓力通常比AO工藝中通常采用的壓力高得多。
因為氧氣的價格非常高(3.0-3.2 kmol @ 1)，估算時的兩個關鍵經(jīng)濟參數(shù)之一直接合成工藝的競爭力是所需的氧與氫的過量，這可能在5∶1和10∶1之間變化，并且在很大程度上決定了操作費用(OPEX)。另一個主要影響資本支出(CAPEX)的參數(shù)是反應壓力。根據(jù)后一項研究，基于這種催化劑的獨立98kt/a @ 1直接合成裝置的OPEX和資本支出估計分別高出約25 %和33 %與典型的基于蒽醌的植物相比。當在200毫克升@1 H2O2的條件下進行CHC時，H2O2完全降解(圖5)。
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圖5
在消除細菌中通常存在的抗生素抗性基因方面，也獲得了類似的優(yōu)異結(jié)果，例如大腸桿菌，通過將紫外線照射與芬頓氧化(Fe2+/H2O2)結(jié)合，或單獨與H2O2結(jié)合(圖6)，具有顯著的優(yōu)勢，即相應劑量的急劇減少對酸堿度的敏感度降低。
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圖6
討論和結(jié)果
如果新催化劑能夠開發(fā)一種使用不同原料和突破性經(jīng)濟的全新工藝，那么哪種新催化劑將會投入使用，從而導致新工廠的建設(以及技術的逐步變革)。]純氧的高成本和本文強調(diào)的直接法的眾多技術困難表明，有朝一日，由水進行的電化學合成可能會取代直接合成，[63]特別是現(xiàn)在正在進行的太陽能光伏熱潮正在快速降低電力成本。
與此同時，基于這種杰出的綠色化學物質(zhì)開發(fā)環(huán)境友好型技術將繼續(xù)有益于環(huán)境和人類健康。強調(diào)最近的進程，并提供一個關鍵的概述，這個迷你審查將有望有助于采用H2O2作為當代可持續(xù)化學和綠色技術的核心化學品。
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