[发明专利]用于脱除过氧化氢的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于脱除过氧化氢的方法以及用于脱除过氧化氢的装置。更具体地说，本发明涉及用于脱除过氧化氢的方法以及用于脱除过氧化氢的装置，所述方法和装置可以迅速而确实地脱除待处理的水中的过氧化氢，而且特别适用于脱除超纯水生产装置中的超纯水中的过氧化氢，其中所述超纯水用于处理诸如半导体和液晶这样的电子材料的工业中。 

背景技术

按照如下方法已经进行了待处理水中过氧化氢的脱除：其中向水中添加还原剂的方法，其中使水与活性炭接触的方法或者使水与负载有金属的树脂接触的方法。在其中向水中添加还原剂的方法中，将诸如亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠之类的还原剂加到含有过氧化氢的待处理水中。虽然还原剂与过氧化氢之间的反应的速率很大而且过氧化氢可以被确实地分解和脱除，但是由于还原剂的添加量难以控制，所以为了确实地脱除过氧化氢就有必要添加过量的还原剂，而残留的还原剂会引起各种问题。此外，在超纯水生产装置中，还原剂增加液体中的离子量，有可能不利地影响水质。因此，其中添加还原剂的方法实际上不能用于超纯水生产装置。 

其中使水与活性炭接触的方法中，给一个容器装填活性炭，并且使水通过该容器。由于反应速率小，空间速度(SV)至多为20h^-1，所以设备尺寸大。此外，在过氧化氢分解的同时活性炭本身也被分解。活性炭颗粒破碎，而形成的碎片混入处理过的水中。因此，该方法不适用于超纯水生产装置。 

至于其中使水与负载有金属的树脂接触的方法中，例如，作为在不 增加待处理水中离子量且不引起微生物生长的情况下按照简单的操作迅速而确实地脱除过氧化氢的方法，有人提出了一种脱除过氧化氢的方法，在该方法中，使含有过氧化氢的液体与负载在OH型阴离子交换树脂上的钯催化剂接触(专利文献1)。按照该方法，通过反应2H₂O₂→2H₂O+O₂来分解过氧化氢。然而，负载的催化剂的比表面积小，而且接触效率低。因此，反应速率小，而且为了确实地实现处理就需要大量的负载有催化剂的树脂。由于空间速度(SV)小，往往发生钯的洗脱。 

[专利文献1]日本专利申请公开号昭和62(1987)-35838。 

发明内容

本发明的目的是提供用于脱除过氧化氢的方法以及用于脱除过氧化氢的装置，所述方法和装置可以迅速而确实地脱除待处理的水中的过氧化氢，而且特别适用于脱除超纯水生产装置中的超纯水中的过氧化氢，其中所述超纯水用于处理诸如半导体和液晶这样的电子材料的工业中。 

为了实现上述目的，本发明人进行了深入的研究，结果发现，如果使含有过氧化氢的待处理水与一种催化剂(该催化剂是通过将待负载的纳米胶体形式的铂族金属细颗粒沉积在载体上而获得的)接触，那么反应速率非常大，可以提高空间速度(SV)，由于通过所述装置的液体的量大而降低了金属的洗脱效应，可以降低所需的催化剂用量，而且可以降低处理费用。 

在这些知识的基础上，本发明得以完成。 

本发明提供了： 

(1)用于脱除水中的过氧化氢的方法，它包括：使含有过氧化氢的待处理水与过氧化氢分解催化剂接触，其中所述催化剂是通过将待负载的平均直径为1-50nm的铂族金属纳米胶粒沉积在载体上而获得的； 

(2)在(1)中所述的用于脱除过氧化氢的方法，其中，所述铂族金属是铂、钯、铂/钯合金，单独的或者它们的两种或更多种的混合物； 

(3)在(1)中所述的用于脱除过氧化氢的方法，其中，所述负载铂族金属纳米胶粒的载体是阴离子交换树脂； 

(4)在(1)中所述的用于脱除过氧化氢的方法，其中，所述含有过氧化氢的待处理水是超纯水生产装置中的含有过氧化氢的水； 

(5)在(4)中所述的用于脱除过氧化氢的方法，其中，所述超纯水生产装置中的含有过氧化氢的水是从所述超纯水生产装置的紫外线氧化处理装置排出的； 

(6)在(1)中所述的用于脱除过氧化氢的方法，其中，在使通水空间速度SV为100-2,000h^-1的流速下使所述含有过氧化氢的待处理水与所述过氧化氢分解催化剂接触，所述催化剂是通过将待负载的铂族金属纳米胶粒沉积在载体上而获得的； 

(7)在(1)至(6)中任一项所述的用于脱除过氧化氢的方法，其中，处理过的水中过氧化氢的浓度为5ppb(按重量)或更低；