卡尔斯鲁尔理工学院KIT开发纳米催化技术解决了过氧化氢生产过程中安全和技术问题

过氧化氢是化工和造纸工业必需的、环保型氧化剂,但目前普遍采用的生产方法相当复杂。上世纪初虽然已开始研究直接合成过氧化氢的方法,但因氢氧气体易爆、多相反应技术自由度小、反应物浓度特性不理想等原因一直未能得到产业应用。卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)微工艺技术研究所(IMVT)开发的纳米催化技术,同时解决了过氧化氢生产过程中的安全和技术问题。
这是一种新型的模块化膜微结构反应器,化学反应在液体流过的环形微通道中进行。氢和氧通过膜表面被导入液体中,在催化中反应转化为过氧化氢。由于整个反应仅在液相中进行,因此不会形成易爆的氢氧混合气体。又因为环形微通道的高度小于一毫米,所以液相能得到有效饱和,另外还可以通过膜表面交替对反应物进行无气泡后续饱和处理,以便提高过氧化氢的产量。
该连续流动式反应器设计灵活,催化可采取固定床(颗粒床)、壁涂层或悬浮颗粒形式,后者更加适用于催化剂量小的反应。
微工艺技术研究所开发的纳米催化反应器也可用作新型催化研究的测试平台,因为催化的重要反应参数只有在连续流动式反应器中得以采集。