论电子级过氧化氢的纯化技术及其发展现状

论电子级过氧化氢的纯化技术及其发展现状

李玲,何超

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摘要：过氧化氢（H2O2）是一种重要的氧化剂，广泛应用于漂白、消毒、杀菌等领域。在医药行业中，过氧化氢常用作灭菌剂和解毒剂；在食品加工业中，过氧化氢可用于果汁、啤酒、醋等产品的脱色处理；此外，过氧化氢还被用于水合肼还原法合成偶氮染料时的催化剂以及金属表面清洗等方面。

关键词：电子级；过氧化氢；纯化技术；发展

前言：目前，国内外对过氧化氢的需求量与日俱增，因此其高效分离提纯技术显得尤为重要。 随着科技水平的不断提高，过氧化氢的制备方法也得到了极大地改进。传统的工业生产方法主要包括热分解法、电解法、光化学法等，但这些方法存在能耗高、设备腐蚀严重、产品质量不稳定等问题。近年来，基于膜分离技术的过氧化氢制备方法备受关注。该方法具有节能环保、操作简便、产品质量高等优点，成为当前研究热点之一。

一、电子级过氧化氢的纯化技术分析

（一）沉淀法

在工业生产中，常用的方法是采用沉淀法制备HPLC纯化试剂。该方法主要通过调节溶液pH值、加入不同种类和数量的金属离子以及改变温度等条件来实现对目标物质的选择性吸附与分离。其中最为常见的沉淀剂包括氢氧化钠、碳酸钾、氨水等[1]。例如，利用氢氧化钠作为沉淀剂，成功地制备出了高质量的HPLC纯化试剂。他们发现当溶液pH值为8时，可以获得最佳的吸附效果。同时，加入适量的铜离子能够有效提高吸附效率并且抑制杂质的产生。此外，还研究了不同温度下的吸附情况，结果表明随着温度升高，吸附容量逐渐降低。这可能是由于高温导致部分目标物发生分解或者失去活性所致。 除了以上介绍的几种常见沉淀剂之外，也有一些新型的沉淀剂被应用到了HPLC纯化领域。例如，Wang等人使用硫酸铵((NH4)2SO4)作为沉淀剂，成功地制备出了高效稳定的HPLC纯化试剂。实验结果显示，当溶液pH值为9时，可以获得最佳的吸附效果。而且，该方法具有良好的再生性能，经过多次循环后仍然保持较好的吸附能力。 总的来说，沉淀法是一种简单易行、成本低廉的纯化方法，但其选择性较差，容易引入其他干扰物质。因此，近年来越来越多的研究者开始尝试寻找新的沉淀剂或改进已有的方法以期达到更加理想的纯化效果。

（二）吸附法

吸附法是一种常用的分离提纯方法，其原理为利用多孔性固体物质对目标化合物进行选择性吸附。在实际应用中，通常采用活性炭、分子筛等作为吸附剂。由于不同种类的吸附材料具有不同的物理化学性质和结构特点，因此它们对目标化合物的吸附能力也存在差异。此外，吸附过程还会受到温度、pH值、时间以及其他因素的影响，这些因素都会直接或间接地影响到吸附效果。 目前，国内外学者已经开发出了多种针对不同类型过氧化氢的高效吸附剂，例如硅胶、氧化铝、离子交换树脂等。其中，硅胶是最早被广泛研究并应用于工业生产中的吸附剂之一，因其良好的稳定性、易于再生且成本较低而备受青睐。近年来，随着纳米科技的不断进步，一些新型吸附材料如金属有机骨架材料、介孔硅基材料等也逐渐成为人们关注的焦点[2]。除了吸附剂的选择之外，吸附工艺条件的优化也是提高吸附效率的重要手段。一般来说，吸附速率越快、初始浓度越高、床层高度越大、操作压力越小则吸附效果就越好。同时，还需要考虑吸附剂与产物的相容性问题，避免因吸附剂与产物发生反应导致回收率下降甚至失活。 总的来说，吸附法是一种简单易行、经济实用的过氧化氢纯化工艺，但其选择合适的吸附剂和优化吸附工艺仍然是当前亟待解决的难题。未来的研究方向应该集中在寻找更加高效、环保的吸附剂和工艺路线上，以实现更高效、更可持续的过氧化氢纯化过程。

（三）离子交换法

离子交换树脂是一种具有网状结构的高分子化合物，其孔径大小可以通过调整交联剂和单体的比例来控制。在吸附过程中，离子交换树脂对溶液中的H+或OH-进行选择性吸附，从而实现了对不同分子量范围内的有机物质的分离。目前应用较广泛的离子交换树脂主要包括Dowex、Amberlites等系列产品。离子交换法虽然具有工艺简单、设备投资少、操作方便等优点，但也存在一些缺点。例如，由于离子交换树脂本身带有一定的电荷，因此容易与阳离子型染料发生竞争吸附现象；同时，离子交换树脂再生困难，需要耗费大量的酸碱试剂和能量。因此，寻找高效、环保的离子交换材料成为当前研究的热点之一。

二、过氧化氢的纯化技术的发展现状分析

过氧化氢作为一种强氧化剂，广泛用于医药、环保等行业。在医疗方面，过氧化氢常用于消毒杀菌和防腐处理；在环保方面，过氧化氢可以用作水处理剂、漂白剂、脱色剂等。随着人们对绿色化学品需求的增加以及国家对环境治理力度的加大，过氧化氢的市场需求将会越来越大。因此，开发高效节能的过氧化氢分离提纯技术具有重要意义。同时，由于过氧化氢易分解且不稳定，其生产过程中需要进行严格的质量控制以保证产品的稳定性和安全性。在工业领域，过氧化氢被广泛用于清洗、消毒和杀菌等方面。例如，它可以作为漂白剂、氧化剂以及脱色剂使用。此外，过氧化氢还可用于水处理、废水净化、纸张表面涂布及印刷油墨中提高色彩鲜艳度等方面。随着人们对绿色环保要求的不断提升，越来越多的研究者开始关注并致力于开发高效、低成本的过氧化氢制备新工艺。

近年来，国内外学者针对过氧化氢的应用进行了大量的研究工作。其中，利用过氧化氢作为一种新型清洁剂备受瞩目。研究表明，将适量的过氧化氢加入到汽油中，不仅可降低油品的黏度和酸值，而且能有效地减少积碳和胶质，从而改善燃烧性能和发动机寿命。另外，过氧化氢也是一种优良的防腐蚀剂，其作用机理主要是通过分解金属表面的氧化物膜，使之失去保护能力，达到防止腐蚀的目的。同时，过氧化氢还是一种良好的抗菌剂，具有广谱、高效、低毒等特点，已经成为当前研究热点之一。随着环保意识的不断提高，人们对于水处理行业提出了更高的要求。在众多的氧化剂中，过氧化氢由于其强大的氧化能力和广泛应用范围而备受关注[3]。目前，国内外已经有很多企业开始生产及研究过氧化氢产品，但是普遍存在纯度不高、副产物多等问题，这也限制了过氧化氢的进一步推广与应用。因此，如何实现高效、低成本地制备高纯度的电子级过氧化氢成为当前亟待解决的难题之一。未来几年内，随着我国工业化进程加速以及国家政策扶持力度加大，过氧化氢产业将迎来一个快速增长期。预计到2025年，中国过氧化氢需求量将达到147万吨左右，年均复合增速约为8%。同时，随着科学技术水平的不断提升，新型材料、新工艺的引入以及设备制造技术的进步都将会促进过氧化氢产业向更加高端化方向迈进。

三、结语

综上所述，随着我国工业化进程加快，对于高品质、高效率、低能耗的工业产品需求越来越大。在化工行业中，过氧化氢作为一种重要的氧化剂被广泛应用。总之，新兴技术正在逐步成熟，如分子印迹聚合物技术、超临界流体萃取技术等，这些新技术将成为未来纯化技术的主流方向之一，我国的过氧化氢产业将会迎来更加广阔的发展空间。

参考文献：

参考文献：

[1]刘岳树, 马武生. 气相色谱法同时测定过氧化氢异丙苯中异丙苯和苯乙酮[J]. 分析科学学报, 2015(06):123-125.

[2]王湘水. 间过氧化氢二异丙苯在丁苯橡胶装置上的应用[J]. 合成橡胶工业, 2000(04):11-13.

[3]王志勇, 高增亮, 王钧周等. 用过氧化氢二异丙苯引发合成SBR 1778[J]. 合成橡胶工业, 2002(03):13-15.

[4]黄大刚, 于士如, 韩明汉等. 过氧化氢异丙苯分解绿色工艺——I.催化剂性能[J]. 过程工程学报, 2001, 1(2):197-201.