[发明专利]一种过氧化氢合成装置及方法

权利要求书

1.一种过氧化氢合成装置，其特征在于，所述合成装置包括微通道反应器，包括相互扣合的基片和盖片，所述基片和所述盖片扣合后形成微通道结构；

所述微通道反应器包括进料区、混合区和反应区，所述进料区包括气体进口和液体进口，所述反应区涂覆有三明治结构的金属纳米颗粒-金属有机骨架杂化膜；所述三明治结构为：底层和顶层为金属有机骨架膜，中间夹心层为金属纳米颗粒；

所述反应区的通道宽度为0.1～1.0mm，通道深度0.1～1.0mm，通道长度为20～60mm；

所述进料区和/或所述混合区的通道宽度为0.01～0.50mm，通道深度为0.01～0.50mm，通道长度为50～100mm。

2.根据权利要求1所述的过氧化氢合成装置，其特征在于，所述金属有机骨架的金属中心为Al、Zr、Cr、Fe、Zn中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的过氧化氢合成装置，其特征在于，所述金属有机骨架的孔道结构为MIL、UIO、ZIF中的一种。

4.根据权利要求1所述的过氧化氢合成装置，其特征在于，所述金属纳米颗粒为Pt、Pd、Rh、Ru、Au、Ni、Co、Cu和Fe中的一种或多种；所述金属纳米颗粒的负载量是金属纳米颗粒-金属有机骨架杂化膜总质量的0.5％～10.0％。

5.根据权利要求1所述的过氧化氢合成装置，其特征在于，所述气体进口的数量为两个。

6.一种三明治结构的金属纳米颗粒-金属有机骨架杂化膜的制备方法：其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：配制用于制备金属有机骨架的前驱体溶液和金属盐溶液，将二者等量混合得到混合溶液；

步骤2：向权利要求1-5任一项所述的过氧化氢合成装置的微通道内通入用于制备金属有机骨架的混合溶液，干燥，得到底层金属有机骨架膜；

步骤3：配制用于制备金属纳米颗粒的金属盐溶液；

步骤4：用液相还原法制备金属纳米颗粒并涂覆于反应区的底层金属有机骨架膜上；

步骤5：继续向微通道内通入制备金属有机骨架的混合溶液，包裹金属纳米颗粒，干燥，形成顶层金属有机骨架膜，得到具有三明治结构的金属纳米颗粒-金属有机骨架杂化膜。

7.一种过氧化氢合成方法，其特征在于，使用权利要求1-5任一项所述的过氧化氢合成装置合成过氧化氢，包括如下步骤：

(1)分别通过两个气体进口和液体进口向微通道反应器内通入H₂、O₂和反应溶剂；

(2)H₂、O₂和反应溶剂在混合区内混合；

(3)H₂和O₂在反应区内合成H₂O₂；

(4)H₂O₂从产物出口输出。

8.根据权利要求7所述的过氧化氢合成方法，其特征在于，O₂和H₂的流速比为1:1～4:1，反应温度为40～120℃，反应压力为0.1～2.5MPa。