[发明专利]过氧化氢制造用贵金属催化剂和过氧化氢的制造方法

说明书

本发明提供一种能够制造高浓度的过氧化氢的贵金属催化剂和过氧化氢的制造方法。该贵金属催化剂是在使氢和氧直接反应而获得过氧化氢的方法中使用的贵金属催化剂，包含钯、金、氧原子和溴原子，上述氧原子和溴原子存在于贵金属催化剂的最外表面；并且，该过氧化氢的制造方法包括：在反应介质中导入包含氢和氧的气体的步骤，和在反应介质中，使导入的氢和氧与上述的贵金属催化剂在0.1MPa以上的压力下接触而获得过氧化氢的步骤。

技术领域

本发明涉及在使氢和氧直接反应而获得过氧化氢的方法中使用的贵金属催化剂、及使用该贵金属催化剂的过氧化氢的制造方法。

背景技术

过氧化氢具有氧化力且拥有强力的漂白、杀菌作用，因此作为纸、浆料、纤维等的漂白剂、杀菌剂利用，另外，也是在以环氧化和羟基化为主的氧化反应中广泛使用的重要的工业制品。

另外，过氧化氢在半导体产业中用于半导体基板等表面的清洁、铜、锡和其它铜合金表面的化学的研磨、以及电子电路的蚀刻等。而且，过氧化氢的分解生成物为水和氧，因此，从绿色化学的观点考虑处于重要的位置，作为氯系漂白剂的代替材料也备受关注。

目前，作为过氧化氢的制造法，已知有蒽醌法、电解法、利用异丙醇氧化的方法等，工业上主要采用蒽醌法。然而，蒽醌法是包括蒽醌的加氢、空气的氧化、由水生成的过氧化氢的提取、进一步精制、浓缩等这样的多阶段的方法。因此，由于该方法存在设备投资高、大量使用能量、并且用于溶解蒽醌的有机溶剂向大气排出，所以未必是理想的过氧化氢的制造法。

作为解决上述问题的方法，有在反应介质中使用催化剂而从氧和氢直接制造过氧化氢的方法。例如，提出了在水、酸和含有非酸性的氧的有机化合物的存在下以液相使氢和氧与作为金属成分含有金、铂或钯的固体催化剂接触而制造过氧化氢的方法，已知生成了某种程度的过氧化氢(专利文献1)。

专利文献2中公开了一种在反应介质中从氢和氧接触地制造过氧化氢的方法，其中，使用载持于氧化物载体的铂族金属催化剂制造过氧化氢。该文献中，关于反应介质，报道了水通常是合适的，为了抑制生成的过氧化氢的分解，能够适当使用盐酸水溶液、氢溴酸水溶液、磷酸水溶液、硫酸水溶液等、特别是盐酸水溶液、氢溴酸水溶液。另外，记载了还能够适当采用作为氯离子成分的氯化钠、氯化钾等与作为氢离子成分的硫酸、磷酸等混合水溶液的组合来代替盐酸水溶液。另外，记载了还能够适当采用作为溴离子成分的溴化钠、溴化钾等和作为氢离子成分的硫酸、磷酸等的混合水溶液的组合来代替氢溴酸水溶液。

专利文献3中提出了一种在搅拌型反应器中直接从氢和氧制造过氧化氢水溶液的方法，其中，使氢和氧分别为小的气泡形态，添加无机酸而预先设为酸性且将氢和氧的导入量设为一定的摩尔比。该文献还记载了上述水性反应介质可以包含对于过氧化氢的稳定剂(例如，膦酸酯或锡)和分解抑制剂(例如，卤化物)。另外，上述文献记载了卤化物内溴化物为特别优选的分解抑制剂，有利地与游离状态的溴(Br₂)组合使用。

专利文献4中公开了一种基于直接合成法的有机过氧化氢溶液或有机过氧化氢水溶液的制造法，此时，使含有氢和氧的非爆炸性的气体状的混合物和液体反应介质向由包含贵金属催化剂的混合物构成的固定床导通。该文献还公开了上述液体反应介质含有强酸和卤化物。

专利文献5中公开了一种来自氢和氧的、利用三相系中的非均相催化作用的过氧化氢的水溶液的直接合成方法，其中，在以粒体状态悬浮于液体水相中的固态非均相催化剂的表面直接反应，该催化剂由选自纯钯或钯与至少一种其它贵金属的组合的金属化合物构成。另外，该文献公开了在该方法中上述金属化合物载持于包含选自二氧化锆和超酸性二氧化锆的至少一种化合物的载体上，上述液体水相中相对于水相以0.05～3mmol/升的浓度含有溴离子，且其pH处于0～4的范围。

专利文献6和7中公开了一种过氧化氢的制造方法，其中，不使用卤离子作为分解抑制剂，在反应介质中在贵金属催化剂和自由基捕捉剂的存在下使氢和氧反应。

现有技术文献