过氧化氢分解范文1
【关键词】内分泌干扰物；西草净；O3/H2O2体系；产物
环境内分泌干扰物（Environmental endocrine disruptors）是指一类干扰体内与生物体的正常行为及生殖、发育相关的正常激素的合成、贮存、分泌、体内运输、结合及清除等过程的外来物质。近些年来，内分泌干扰物对环境的污染得到越来越多的重视，现有的污水处理技术还不能完全去除内分泌干扰物，因此加强内分泌干扰物的降解具有重要意义。西草净化学名称是2-甲硫基-4，6-二（乙氨基）-1，3，5-三嗪，是三嗪类农药中的一种。
由于应用广泛，导致其在农作物、土壤及水体中广泛分布，水中低生物活性又使得其在水中持续多年而不分解，容易在生物或人体内富集，从而对整个生态圈产生危害。对于水西扑草净去除的分析方法则鲜有报道，本文主要内容是在O3/H2O2氧化西草净的最佳条件基础上对其产物进行的分析，以期进一步认识O3/H2O2体系氧化西草净的反应效能。
1.仪器设备及试验方法
1.1试验设备与方法
臭氧发生器为CT-KG2型（广州益田环保设备有限公司），反应器高径比大于5，有效容积1.8L，反应器密闭遮光。试验前调整臭氧发生器并由碘量法测定准确产量，气体流量为0.15L/min。在设定时间内取样，以0.025mol/L亚硫酸钠终止反应。
图1 实验装置图
1.2检测仪器及方法
西草净浓度 采用Waters2515高效液相色谱仪测定。2487双通道紫外检测器，色谱柱：4.6×250mm，5μm反相C18柱，流动相：乙腈/水：60/40（V/V），波长222nm，流动相流速为1.0mL/min，进样量10μL。
2.反应条件对西草净去除的影响
2.1 臭氧/过氧化氢摩尔比的影响
臭氧/过氧化氢体系中，过氧化氢的投量对有机物的降解过程是尤为重要的。实验中臭氧投量为6.8mg/L。
当单独投加臭氧反应5min时，西草净的剩余浓度为0.74mg/L，去除率为66.2%。而过氧化氢/臭氧共同作用下，西草净的降解效果要好于单独臭氧氧化降解西草净的效果。当过氧化氢/臭氧摩尔比为0.2、0.5、0.7、1.0、1.5，反应进行到5min时，西草净的剩余浓度分别为0.45mg/L、0.21mg/L、0.16mg/L、0.32mg/L、0.56mg/L，去除率分别为80.0%、90.3%、92.9%、85.6%、74.5%。以本实验条件来看，随着过氧化氢投加量增大，西草净的降解速率提高，当摩尔比为0.5之后，西草净去除率趋势趋于平缓，在摩尔比为0.7时去除率达到最高值。
2.2 pH值的影响
由于水体的pH值影响着反应体系中臭氧的溶解度和分解速率，以及羟基自由基的生成，所以也是影响有机物降解的一个重要因素。
当pH值从4.14升高到5.08，反应进行到5min时，西草净的去除率明显升高。当pH值继续升高到6.10时，西草净的去除率没有太大变化。而pH值升高到7.03后，在5min时西草净的去除率迅速下降至83.6%，剩余浓度为0.37mg/L。在pH到达8.11时，去除率进一步下降到68.2%，剩余浓度为0.7mg/L。由此可见，在酸性条件下，随着pH值的升高，西草净去除率提高很快，并趋于平缓；当达到中性和偏碱性环境后，西草净的去除率又随着pH值的升高而快速降低。说明在酸性条件下，升高pH值有利于西草净的降解，臭氧/过氧化氢降解的最佳pH值条件为5～6。
2.3 温度的影响
2.4 不同水质的影响
为进一步考察实际情况中扑草净的去除情况，实验中同时考察不同水质情况下扑草净的臭氧/过氧化氢氧化去除效果。
在自来水本底条件下，过氧化氢的加入也十分有效地促进了水中西草净的降解，在反映5min的时候，自来水本底条件下西草净的剩余浓度为0.12mg/L，去除率为94.4%；而纯水本底条件下的剩余浓度为0.20mg/L，降解效率为91.1%。自来水中各种无机离子、有机物、腐殖酸的浓度甚至pH值均与纯水中有很大差别，自来水复杂的本底成分促进了西草净的氧化反应，但程度很小，最后的平均去除率也只相差了3%。
2.5 腐殖质的影响
在考察不同浓度腐殖酸对扑草净去除率的影响过程中，为减少pH值缓冲溶液的影响，未调节溶液的pH值，均为加入腐殖酸之后的溶液初始值。
不同浓度的腐殖酸对纯水中西草净去除的影响。腐殖酸投量为较低（0.5mg/L）时，相对于不投加腐殖酸而言，西草净去除率在反应初始阶段稍慢，但最终去除率略有提高；继续增大腐殖酸浓度后，便开始显示出明显的抑制作用，当腐殖酸浓度为1mg/L、2mg/L、5mg/L时，反应进行到5min，剩余浓度分别为0.73mg/L、1.03mg/L、1.35mg/L，平均去除率分别为64.7%、51.0%、39.2%。
2.6 碳酸氢根浓度的影响
根据对自由基反应的不同作用，一般天然水体中的杂质可被分为自由基引发剂（Initiator）、自由基促进剂（Promoter）和自由基抑制剂（Inhibitor）。碳酸氢盐、叔丁醇都是比较常见的自由基抑制剂。本文中以碳酸氢钠作为研究对象，考察不同浓度碳酸氢根对臭氧/过氧化氢氧化水中西草净的影响。
过氧化氢/臭氧摩尔比为0.7的情况下，碳酸氢根的加入与不加入碳酸氢根碳酸氢根相比降低了西草净的去除率，但是幅度不大。加入30mg/L的碳酸氢根后，西草净的去除率由不加入碳酸氢根的92.9%降低到了85.3%，而将碳酸氢根的浓度增大到120mg/L以后，西草净的去除率也可达到77.4%。
3.结论
（1）臭氧/过氧化氢联用去除水中西草净的最佳条件为：过氧化氢与臭氧摩尔比0.7，臭氧浓度为6.8mg/L，西草净浓度为2mg/L时，温度为23℃下，pH值为5～6条件下，西草净的去除率最高可接近92.9%；
（2）自来水本底（未调节pH值）西草净的去除率较纯水中升高了3%，达到94.4%；天然水体中通常存在的腐殖质在低浓度时，表现为氧化反应的促进作用，高浓度则表现为较强的抑制作用；碳酸氢根对西草净的去除也有一定的抑制作用。
参考文献：
[1]赵利霞，林金明. 环境内分泌干扰物分析方法的研究与进展[J]. 分析实验室，2006，25（2）：110～122.
过氧化氢分解范文2
本节内容是在学习了常见的酸（硫酸和盐酸）的性质后对另一类物质——碱的学习。酸和碱是常见的两类化学物质，也是化学实验中最常见的试剂。对于碱，在已有的生活和以往的学习过程中，学生已经接触到这类物质，对它已经有了初步的认识：在学习“二氧化碳的性质”时，学生知道了二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的反应原理；在学习“二氧化碳的工业制法”时，了解了生石灰溶于水放出大量热并且生成熟石灰；在学习“溶解时的吸热或放热现象”时，学生认识了氢氧化钠溶于水的过程中伴随放热现象；在学习“溶解度”时，学生知道了澄清石灰水中的溶质是氢氧化钙，氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低；在学习“酸的性质”时，掌握了酸碱指示剂的变色规律。上述这些有关碱的零散知识，是学生进一步学习的基础。
本节课以实验为主线构建学生学习的知识主线，以氢氧化钙为参照物，对比学习氢氧化钠的性质，在学习过程中，注重对学生学习兴趣的激发和归纳能力的培养。
二、教学目标
知识与技能：
1.认识氢氧化钠和氢氧化钙的主要性质和用途；
2.认识常见碱的俗称及其腐蚀性，了解使用时的安全注意事项。
过程与方法：
通过探究实验、小组讨论、汇报交流等活动，培养学生动手能力，体会对比的学习方法，形成物质鉴别的一般思路和方法。
在参与的过程中，感受化学与生活的密切联系，培养学生求真求实的科学态度。
教学重点：认识氢氧化钠和氢氧化钙的主要性质和用途。
教学难点：通过对氢氧化钠和氢氧化钙的学习，体会对比的学习方法，并形成物质鉴别的一般思路。
三、课前准备
材料准备：氢氧化钠固体、氢氧化钙固体、氢氧化钠溶液、水、盛满二氧化碳的软塑料瓶、烧杯、表面皿、药匙、多媒体、图片等。
学生分组：采用小组合作学习的方式，指定组长，指导本小组同学完成学习任务。
四、教学过程
多媒体展示：超市中有一种自加热盒饭，加热剂是分开包装的生石灰和水，使用时将绳子一拉，10分钟即可加热食品。这种自加热盒饭的原理是什么？
学生联系所学知识，写出反应原理：CaO+H2O=Ca（OH）2，反应过程中放出大量的热。
引入：在前面的学习中，我们已经知道澄清石灰水中的溶质氢氧化钙是一种碱，而炉具洗涤剂中也有一种碱叫氢氧化钠。今天我们就来认识这两种碱——Ca（OH）2和NaOH。这里有两种白色固体，它们分别是氢氧化钠和氢氧化钙，如果要把它们鉴别出来，你有什么办法呢？
学生可能会想到利用氢氧化钠和氢氧化钙在物理性质和化学性质上的差异进行鉴别。
讲述：鉴别两种物质的前提是知道它们的性质差异，而我们只有在全面了解它们的性质后才能知道差异在哪里。所以我们首先来了解它们的性质。
多媒体展示：盐酸、硫酸两种酸溶液和氢氧化钠、氢氧化钙两种碱溶液中的离子情况。
提问：盐酸和硫酸的化学性质相似的原因是溶液中都存在相同的H+。氢氧化钠和氢氧化钙溶液中的离子情况又如何呢？
根据氢氧化钠和氢氧化钙的化学式，学生对两种溶液中的离子情况进行猜测。
根据图片分析氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液中的离子情况，得出结论：两种碱溶液中都存在自由移动的OH-，所以氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液的化学性质相似。
讲述：两种碱溶液中存在相同的离子——OH-，但也有不同的金属离子。它们的性质应该有相似之处，也有不同之处。下面我们就分别从物理性质和化学性质的角度来比较两种碱的异同。
实验准备：在实验桌上的两个表面皿中，分别加入少量的氢氧化钠和氢氧化钙固体。并放置两个盛有等量水的小烧杯。
提问：观察表面皿中的固体，对两种碱的溶解性大小利用设计实验进行比较。
多媒体展示：制作叶脉书签；鸡爪浸泡在氢氧化钠浓溶液中的状况。
提示：氢氧化钠有强烈的腐蚀性，因此，它的俗名有烧碱、火碱、苛性钠。操作时要特别注意安全。
展示：将表面皿中放置一段时间后的氢氧化钠和氢氧化钙固体向学生展示。
观察对比放置一段时间后的氢氧化钠固体与刚刚取出的氢氧化钠固体。（氢氧化钙固体无变化。了解潮解的过程。）
讲述：在空气中放置一段时间后的氢氧化钠固体，表面会变得潮湿并逐渐溶解。这种现象我们称之为潮解。
实验：观察两种碱的颜色、状态，并通过实验比较两种碱的溶解性。（学生在加碱的过程中可能会缺少对比意识，即没有往两个烧杯中加入等量的碱。）
在比较溶解性时，通过触摸烧杯壁感受氢氧化钠溶解过程中的放热情况。了解氢氧化钠的腐蚀性及其俗称。
小结两种碱的物理性质。
明确两种碱物理性质上的差异。
引导：通过对比两种碱溶液中的离子，我们分析得出两种碱应该具有相似的性质，下面我们以熟悉的氢氧化钙为参照物，共同研究两种碱的化学性质。
体会学习方法——以已知物质为参照物来学习相似的未知物质的性质。学生联系到与酸碱指示剂的作用；也会根据澄清石灰水与二氧化碳的反应而猜测碱可能与二氧化碳发生反应。
提问：你认为碱可能具有什么样的化学性质？
讲述：OH-在氢氧化钙和氢氧化钠溶液中都有，溶液都显碱性，而且都能使紫色石蕊溶液变蓝，使无色的酚酞溶液变红。
演示：在氢氧化钠溶液中通入二氧化碳气体。
观察现象：无明显现象。
提问：二氧化碳能够与氢氧化钠溶液产生反应如何来证明呢？
小组讨论证明二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的方法，并将讨论结果记录在笔记上。
演示：一组对比实验：往两个装有二氧化碳的软塑料瓶中，分别加入等量水和氢氧化钠溶液，振荡。
观察现象：两个瓶子都变瘪了，但是加入氢氧化钠溶液的那个瓶子变瘪的程度更大。
提问：如果只向装有二氧化碳的软塑料瓶中加入氢氧化钠溶液，通过瓶子变瘪能否说明氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应呢？
回答：不能，软塑料瓶变瘪还可能是由于二氧化碳溶于水中造成的，实验不严密。
讲述：大家已经证明二氧化碳会与氢氧化钠溶液反应，其实，氢氧化钠和氢 氧化钙还能与二氧化硫、三氧化硫这些非金属氧化物反应，反应原理相似。
请同学们写出这些反应的化学方程式。
练习书写化学方程式：
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
SO3+2NaOH=Na2SO4+H2O
SO2+Ca（OH）2=CaSO3+H2O
提问：氢氧化钠固体如何保存？原因是什么？
回答：密封保存。（1）氢氧化钠固体易潮解；（2）氢氧化钠固体与空气中的二氧化碳反应而变质。
提问：氢氧化钠固体可以干燥二氧化碳、二氧化硫气体吗？
回答：不可以，因为氢氧化钠与二氧化碳、二氧化硫气体发生反应，所以不能干燥。
提问：如何得到这两种重要的碱呢？
多媒体展示：氢氧化钠和氢氧化钙的工业制法。初步了解两种碱的工业制法。
提问：学完这两种碱的性质后，现在你会用哪些方法来鉴别氢氧化钠和氢氧化钙固体呢？
应用所学知识，归纳鉴别氢氧化钠和氢氧化钙固体的方法。引导学生分析两种碱在用途上的区别及其原因。
小结：在实际应用中，鉴别二氧化碳气体用澄清石灰水；而吸收或除去二氧化碳气体一般用氢氧化钠溶液。
课堂检测：学生课堂检测，及时反馈学生新授知识掌握情况。
五、教学反思
本节内容通过学生活动，指导学生学习方法。在对比学习两种酸的基础上，推测两种碱存在相似性质的原因。从它们结构中都存在OH-，可以判断它们都有碱性，同时每种物质可能也有其各自的特性。在认识它们的共性时，氢氧化钙（澄清石灰水）学生已比较熟悉，因此作为参照物，通过与氢氧化钙对比，学习氢氧化钠的性质。这样安排使学生更易掌握所学的新知识。
在课堂中，突出学生的主体作用，从学生已知的知识入手，进行对比分析，得到结论，通过一系列对比实验，倡导自主、合作、探究的学习方式，在实验中让学生学会观察、思考、总结和归纳，培养学生科学探究的能力，也让学生获得积极的情感体验。整个教学过程提供了一个解决问题的情境，是一个探究过程，因而也有利于培养分析与解决问题的能力。
过氧化氢分解范文3
1以工业级双氧水为原料的制备方法
1.1离子交换树脂法离子交换树脂是一种带有可交换阳离子(或阴离子)的不溶性固体高分子化合物，离子交换树脂法可有效地去除金属离子。树脂的类型通常有:强酸(或碱)性阳离子交换树脂、亲水性多孔交换树脂、鳌形树脂以及含卤素的多孔交换树脂等。含有羟基的强碱性阴离子树脂在与过氧化氢溶液接触时会加速过氧化氢分解(在含有Fe，Cr等金属离子的前提下)，产生的气泡不利于散热而造成危险，且阴离子树脂在交换过程中易于饱和;同样，含卤素树脂在接触过氧化氢溶液时由于卤离子的溶解会增加杂质的含量。通常由于树脂中活性基团的不同而去除不同的阴阳离子，但单一的某一种树脂不可能含有所有的活性基团，而且过氧化氢溶液有一定的氧化性，为此，国内外大多采用抗氧化离子交换树脂，转型的阴、阳离子交换树脂以及根据各种树脂特点来组合串联多种树脂达到净化的目的。三德化学工业株式会社生产纯化过氧化氢水溶液的方法，主要是解决一般离子交换树脂除去硅杂质效果差的问题。首先在过氧化氢水溶液中加入絮凝剂［磷酸、多磷酸、焦磷酸二氢二钠、氨基三(亚甲基磷酸)及其盐和乙二胺四(亚甲基磷酸)及其盐的至少一种磷化合物］，然后用细滤器过滤除去不溶性二氧化硅，接着用氟型阴离子交换树脂除去可溶性二氧化硅。结果，过氧化氢水溶液中所含的氧化硅杂质降至10－12数量级。美国专利采用的是双混合柱及单吸附柱净化流程，将待净化的过氧化氢溶液连续流过2根混合离子交换柱和1根有机物吸附柱，获得的产品中每种阳离子质量分数均低于1×10－10，阴离子质量分数低于1×10－8。尽管研究者从多种途径来完善阴、阳离子交换树脂结合净化技术，但由于现有离子交换树脂本身的特性和过氧化氢的强氧化性，单靠阴、阳离子交换树脂结合净化技术生产高纯过氧化氢将会遇到多种亟待解决的技术问题。
1.2膜分离法膜分离技术优于传统过滤的原因是膜可以在分子范围内进行分离，且是一种物理过程，不发生任何化学反应，其操作简单、杂质去除率高、产品纯度高。但膜过滤操作压力高，而且过滤膜使用寿命短，需要频繁更换过滤膜，导致成本过高。因此，目前膜过滤更多的是与其他方法配合使用。詹家荣等研究了超高纯过氧化氢的生产。首先将工业级过氧化氢通过负载螯合剂的SBA－15分子筛过滤，然后再通过超滤膜过滤，得到高纯的过氧化氢，纯度符合SEMIC8(国家半导体设备材料产业协会化学材料部分8级)标准。孙岳明等公开了超高纯过氧化氢的制备工艺及其装置，方法是将膜过滤与活性炭吸附和多级精馏配合使用，其产品质量达到了SEMIC8标准。
1.3溶剂萃取法溶剂萃取法是根据化合物在2种互不相溶(或微溶)的溶剂中的溶解度或分配系数的不同，经过反复多次萃取，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中的分离方法。萃取法操作简单，能耗低，产量不受限制，工作液可作萃取剂，所用萃取剂可以是液体;其缺点是产品质量较差，因此一般用于过氧化氢粗产品前期处理。王凤东等将体积比为(5～15)∶1的重芳烃和磷酸三辛酯在30～50℃下与过氧化氢粗产品混合，搅拌，静置，萃取得产品，产品中有机碳质量浓度为207mg/L。比利时Solvay公司采用由非极性溶剂、极性有机溶剂组成的有机混合溶液，将蒸汽气提预处理后在操作温度20～40℃下净化过氧化氢溶液，过氧化氢经有机溶剂净化处理后，有机碳质量浓度降至36mg/L，再经蒸馏处理，可以使有机碳质量浓度降至12mg/L。
1.4吸附法吸附法对过氧化氢中的有机杂质有较好的脱除能力。吸附作用力可以源于范德华力，这种吸附属于物理吸附;也可以源于吸附质与吸附剂表面原子间的化学键合作用，这种吸附属于化学吸附。目前常用的吸附剂是活性炭，由于活性炭拥有丰富的孔结构和较大的比表面积，因而具有很强的吸附能力。黄伟鹏等采用氧化剂预处理活性炭，具体方案:在常温或加热条件下将活性炭浸泡在氧化剂(浓硝酸、铬酸盐、过氧化氢、过氧酸盐、次氯酸盐、高锰酸盐水溶液，高氯酸或其盐、氯酸或其盐的一种或一种以上的混合物)水溶液中，用纯水洗涤至洗涤液无酸根离子，干燥，再在80～250℃下烘干活化。用改性过的活性炭吸附过氧化氢水溶液中的有机杂质，吸附效果较好。
1.5结晶法结晶是固体物质以晶体状态从蒸汽、溶液、或熔融物中析出的过程。结晶法主要是将过氧化氢溶液通过降温、结晶，再过滤、洗涤晶体，杂质留在母液中，收集晶体，熔化，可获得高浓度、高纯度的过氧化氢。德国Degussa公司首先将过氧化氢水溶液浓缩至87.5%(w)，接着将其过冷获得较高密度的悬浮液，然后悬浮液进入机械清洗塔清洗，过滤得到结晶体，用高浓度过氧化氢溶液逆流冲洗，最后收集部分冲洗液为产品，其产品有机碳质量浓度从40mg/L减少至4mg/L，其他磷酸盐等杂质含量也有所下降。
2以氢气和氧气为原料的制备方法
2.1催化合成法催化合成法与其他方法相比，其优点在于所有工序和原料中都不含任何有机杂质，而总有机碳是过氧化氢纯度的主要标志。该法优点是所得产品能够更好地满足电子工业半导体清洗要求;缺点是过程中需加入催化剂和少量的稳定剂，会引入一些无机杂质。田鹏飞等采用周期性密度泛函理论研究了在Pd(111)，Pd(100)和Pd(110)表面上直接合成H2O2。结果表明:Pd(111)催化剂最好，H2O2的选择性与含有O—O键表面物种的O—O键能和表面物种的结合能有关;结合能越大，越容易发生解离，不利于H2O2的生成。该方法不带入任何有机杂质，纯度高。笠国进等在低温常压下采用氢氧法直接生成H202。实验表明:加入吡啶改性后的Pd/SiO2催化剂，H2O2产率是未加催化剂产率的3倍，且氢氧气体比对于产物H2O2的生成有较大影响，最佳氢氧比为1∶2。梁海波等进行了以Pd/Al2O3为催化剂、CO2为介质、在一定的压力下H2与O2反应生成H2O2的研究。催化剂的XRD表征分析表明:在H2和O2直接合成H2O2的新型反应体系中，Pd/Al2O3反应体系稳定且产率较高，可达到157.62mol/(kg•h)。Moreno等在临界状态下CO2或类似状态下N2加压的水中(不用有机溶剂)，由H2和O2合成H2O2。采用质量分数5%的Pd/C作为催化剂，反应压力16.7MPa，温度1045℃，H2O2收率达82.6%。高天龙等在H2/O2体系中添加惰性气体(Ar，He，N2)，由质子流量计控制比例，经混合后从双介质阻挡放电(DDBD)反应器上端进入等离子体放电区，调节电压及频率，形成氢氧等离子体，从而进行常压介质阻挡放电。结果表明:添加惰性气体Ar能使O2转化率、H2O2的选择性和能量效率大幅提高。美国专利提出了一种高纯过氧化氢水溶液的生产方法，该方法以高纯水为介质，加入少量的稳定剂(如硫酸、磷酸、盐酸或氢溴酸)，在过渡金属(Pd，Pt)作为催化剂的条件下，使氢气和氧气催化合成较稀浓度的过氧化氢水溶液，将得到的过氧化氢溶液进行连续蒸发，在清洁降膜蒸发器内浓缩到所需的浓度。通过该法得到的过氧化氢溶液中TOC(总有机碳质量分数，w)小于10×10－6，阳离子(w)小于100×10－9，硫酸盐(w)小于10×10－6。
2.2膜－渗透合成法膜－渗透法具有工艺简单、能耗低、反应过程对环境无害、副产品只有水等优点，相比其他方法生产的过氧化氢溶液不含有机杂质;其缺点是安全性和生产率的问题，生产过程中要控制好易爆性混合气体氢气和氧气的压力、温度和浓度;反应的选择性有待提高。Tomoya等采用通过渗透膜的氧与溶解在反应溶液中的氢进行反应。该反应为三相反应:气相为氢气和氧气，液相为反应溶液，固相为催化剂。钯膜的内侧是氢气，其压力为0.3～0.5MPa，而氧气从溶液中鼓泡，鼓泡流率10mL/min，压力0.1MPa，并以氧－氮混合气体替代氧气来控制氧气浓度，过氧化氢在膜的表面生成。该方法得到的过氧化氢质量分数超过0.05，选择性约50%。
3以水为原料的制备方法
以水为原料的制备方法主要是采用电解法。其优点是原料成本低，同时电解法更适用于现场大批量制备过氧化氢产品，更好地解决了由储存、运输带来的安全隐患，且该法工艺简单、产品纯度高、无有机杂质。该法较其他方法的不足之处是能耗较高。Yuji等提出了一套新的生产系统，由水电解的同时产生氢和过氧化氢。系统的实验装置是由一个铂网氢电极和过氧化氢碳材料电极组成，该法电解过程中无氧气生成，减少了能耗，避免了氢气与氧气混合带来的危险。产品过氧化氢在阳极由水分子得到电子生成，产品过氧化氢的流量为2.3mol/s。
4以甲烷和氧气为原料的制备方法
以甲烷为原料的方法与氢气和氧气原料法相比，降低了爆炸宽度，可提高过氧化氢生成率和氧气转化率。周军成等以甲烷和氧气为原料，采用DDBD等离子体反应器，在甲烷流量和氧气流量25mL/min和注入功率11W的条件下合成H2O2，该方法合成的H2O2收率和O2的转化率分别达到29.2%，90.8%。
5结语
过氧化氢分解范文4
（广东大唐国际潮州发电有限责任公司，广东 潮州 515723）
摘要：电解制氢系统的安全稳定运行，对人身安全、设备可靠及发电机组安全经济运行都有重要意义。现对电解制氢系统自动控制和联锁保护进行分析和研究，并针对潮州电厂电解制氢系统进行了一系列的优化和治理，提高了系统的安全性和稳定性。
关键词 ：电解制氢系统；自动控制；联锁保护
0引言
电解制氢系统在发电厂用于给发电机组提供合格的氢气，作为发电机组运行时的冷却介质，氢气品质是氢冷发电机组安全经济运行的重要基础［1］，必须在电解制氢时将氢气纯度、湿度、温度、压力等参数控制在合格范围内，否则可能会导致发电机超温、定子线圈短路等严重故障，甚至引发爆炸、火灾等恶性事故。可见电解制氢系统安全稳定运行的重要性不言而喻，因而对系统的自动控制及联锁保护进行分析和优化十分必要。
电解制氢系统自动控制及联锁保护设计原则是根据实际工艺流程和规范，设置参数检测、程序控制、实时调节、参数调整、超限报警、联锁保护、远程监控等功能，对系统启动、升温升压、产氢、碱液循环、冷却、氢气充罐、机组补氢、停运等全过程进行实时控制，以保证整套系统的安全、稳定、经济运行。
1氢氧混合浓度控制
氢气是易燃易爆气体，与氧气混合达到一定比例时，一旦遇到明火甚至只是微小的触发能量，如开关分合、端子虚接、金属摩擦碰撞等情况下产生的火花，即可发生强烈的化学反应，极易引发火灾、爆炸等恶性事故。因此，在电解制氢的全过程中对氢、氧混合浓度的实时监测及程控保护是很重要的。
在电解制氢系统的氢、氧两侧分别安装氢中氧含量（或氢纯度）、氧中氢含量（或氧纯度）在线分析仪［2］，对氢、氧气体的混合浓度进行实时自动监测，同时将仪表输出的4～20 mA测量信号经安全栅隔离后接入程控系统，通过逻辑组态实现对氢氧气体混合浓度的超限判定和联锁保护，并将数据上传至上位机实现远程监控，使运行人员实时掌握氢、氧气体浓度情况，且根据需要调整运行参数。
潮州电厂电解制氢系统原设计为：氢中氧浓度数值大于1%时报警，大于2%时氢气侧排空；氧中氢浓度数值大于1%时报警，但未设置联锁保护。报警及联锁的定值均较高，且氧中氢浓度只做报警而未设置相应联锁保护，存在一定的安全隐患。为进一步增强安全性和可靠性，考虑对此联锁保护进行优化，现已将联锁定值降低，并增设氧中氢浓度联锁逻辑。制氢设备启动后，氢中氧大于0.2%或氧中氢大于0.85%时立即报警并触发系统排空。同时引入运行员确认机制，在运行操作站上位机的制氢系统监控画面上增加氢气“充罐确认”按钮，运行员对现场进行检查确认后，点击“充罐确认”按钮进行氢气充罐，当运行员发现任何异常情况未点击“充罐确认”按钮时，则氢气排空阀保持常开状态使氢气排空，确保系统安全。
2氢、氧侧液位差（差压）控制
电解制氢系统正常工作时，电解槽内的电解液持续电解，分别在两极区域产生氢气和氧气，两侧气体的产量不同，使得氢分离器和氧分离器内的气体压力出现压力差，从而使氢、氧两个分离器出现液位差，程控系统需要将这个差值控制在很小的幅度内［2］，使差压波动尽量平缓，以保证电解系统安全稳定运行。
分别对氢、氧两个分离器安装液位测点，变送器输出4～20 mA信号经安全栅隔离后送至程控系统，在逻辑组态中对氢、氧液位进行比较算出液位差，利用PID模块进行过程调节，输出调节阀开度指令，由比例电磁阀将4～20 mA信号转换成对应的压缩空气压力，最终驱动调节阀进行实时调节，使氢、氧两个分离器的液位维持在设定液位范围。
电压转换模块为比例电磁阀提供稳定的直流24 V电源，其出现的电压扰动、接地不良等也是造成氢、氧液位及槽压波动异常的一个重要原因。潮州电厂电解制氢系统原设计比例电磁阀配置的开关电源稳定性较差，且端子间距过小，很容易引起短路等危险情况的发生。现已对每个比例电磁阀独立配置了电压稳定、接地良好、可靠性高的电源模块，保证了电源系统的可靠运行。
调节系统的各个环节均可能影响调节品质的好坏，需要根据现场的实际情况分析各个环节的干扰因素，最大程度地提高调节品质。潮州电厂电解制氢系统氢、氧侧两个气动调节阀均为针型阀，阀针经过长期运行后会出现一定磨损，造成阀体内漏增大，阀门特性曲线改变。从电解制氢系统实际运行的经验来看，这对氢氧液位、槽压调节影响很大，会明显出现差压和槽压波动幅度增大的现象，因此必须注意分析和掌握调节阀阀针的磨损老化趋势，保证调节阀特性稳定。同时，压缩空气的质量也需得到保证，应在气源母管处加装合适的气体过滤装置，尽可能避免杂质进入比例电磁阀或气动调节阀内部阀芯。
3槽压控制
氧槽压反映出电解槽氧气侧压力，实际上，氧槽压与氢氧差压是紧密相关的，氢、氧两侧的两个调节阀分别设置于两个调节回路中，氢侧调节阀用于调节氢、氧侧液位差（差压），氧侧调节阀用于调节氧槽压，这两个调节回路之间存在很强的耦合性。也就是说，氢、氧两侧的槽压是高度相关和一致的，氧槽压同时也反映出电解槽氢侧的压力，通过氧槽压可以掌握整个电解槽的压力状况。通过设置氧槽压力高联锁跳闸电解槽的保护，可以有效防止因内部压力过大造成电解槽设备损坏甚至爆炸等严重后果。
潮州电厂电解制氢系统原氧槽压力高（压力开关）联锁通过电气硬回路直接跳闸A、B列制氢设备，而在逻辑中只缓慢减小调节电压。控制策略不一致，不利于系统安全稳定运行。现已将氧槽压力高（压力开关）联锁在电气硬回路和逻辑中均跳闸A、B列制氢设备，通过控制逻辑和电气硬回路两种不同原理的回路实现联锁保护，减小了保护拒动的概率，提高了系统安全程度。
4冷却水压力控制
冷却水压力低会导致冷却水量不足，使得电解产生的热量不能及时被交换带走，从而造成系统超温引发危险，因此需要对电解槽冷却水压力进行自动调节［2］，同时设置相应的联锁保护。
潮州电厂电解制氢系统原冷却水设置的逻辑为：闭冷水泵A运行且闭冷水泵出口母管压力低延时10 s联启闭冷水泵B，而闭冷水泵出口母管压力低无延时跳闸A、B列制氢设备。逻辑顺序不合理，现已对此控制逻辑进行优化：闭冷水泵A运行且闭冷水泵出口母管压力低延时10 s联启闭冷水泵B，闭冷水泵出口母管压力低延时20 s跳闸A、B列制氢设备。既防止了冷却水量低可能导致的设备超温危险，同时也放宽了冷却水压力低联锁跳闸制氢设备的时间限制，避免了不必要的设备跳闸，保证了系统运行的可靠性。
5其他主要保护
除上述自动控制和联锁保护外，电解制氢系统还应当根据具体工艺情况设置一些其他的自动控制策略，尽可能提高系统的安全性、稳定性和经济性。
设置整流电流控制，自动调节电解槽整流电流数值；设置整流柜故障保护，整流环节故障时触发联锁条件停运制氢系统；设置氢管压力控制，实时监控电解装置出口氢气管路压力状态［2］；设置氢气自动充罐程序，依据各氢储罐压力和充罐顺序，自动完成储罐充氢；设置机组自动补氢程序，根据机组端氢气压力自动完成机组补氢；设置氢、氧液位保护，防止氢、氧单侧液位过高或过低引发氢、氧侧压力差过大而导致氢气和氧气混合浓度过大；设置氢、氧槽温保护，防止电解槽氢、氧侧超温引发危险；设置气源压力保护，防止仪用气源压力过低引发就地执行机构动作缓慢或拒动而导致的异常风险；设置补水控制，电解槽液位低于设定值时自动触发电磁阀给系统补水；设置漏氢检测装置，室内氢气浓度超标时联锁启动排风机［2］。
也可以尝试引入一些新的控制策略和概念，如专家知识库辨识系统［3］、工业4.0概念、互联网大数据应用等，进一步提高电解制氢系统的工业自动化水平。
6结论
制氢系统热控设备的安全性、可靠性及系统运行的稳定性，对人身安全、设备可靠以及发电机组的正常运行都有着重要意义。本文在对潮州电厂电解制氢系统自动控制和联锁保护策略进行分析和研究的基础上，对系统进行了一系列的优化和治理，提高了系统的可靠性，确保了电解制氢系统安全稳定运行。
［
参考文献］
［1］刘勇.氢气品质对氢冷发电机运行的影响［J］.科技视界，2013（24）：253，301.
［2］GB50177—2005氢气站设计规范［S］.
［3］王超.制氢站全程自动控制系统的研究与应用［J］.重庆电力高等专科学校学报，2010，15（3）：1-3.
过氧化氢分解范文5
关键词：二氧化碳；氢氧化钠溶液；实验现象
众所周知，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，但二氧化碳与氢氧化钠溶液反应没有明显的现象。在教材中也没有要求做这个实验，只是让学生把它与学过的二氧化碳与氢氧化钙溶液反应做对比，写出相应的反应方程式。但在实际教学中，学生对反应的认识比较模糊，对反应现象没有更为直观的感性认识，对反应的原理和方程式更是容易弄错，因而成为各类考试的常客。对于能发生反应但没有明显现象的反应如何进一步论证？如二氧化碳与氢氧化钠溶液到底有没有发生反应？为了解决这一问题，通过本课题来引导学生设计探究实验，让学生从检验生成物和生成物状态变化引起气压变化两方面思考，验证二氧化碳确实与氢氧化钠溶液发生了反应，从而突破了教学上的盲点和难点。
在课堂上要求学生先阅读课本知识，了解碱的化学性质，对
二氧化碳和氢氧化钠溶液反应做初步了解。提出问题：二氧化碳和氢氧化钠溶液是否反应？之前我们做过很多化学实验，看过很多不同的实验现象：如固体溶解，产生气泡，生成沉淀，颜色改变等。对于明显现象立即可以判断发生了化学反应；对于不明显的现象只能借助于设计实验来验证是否发生了反应。学习了很多的物质性质，要利用它来设计实验方案。
通过前面的学习及查阅了很多相关资料，知道物理学科与化学学科是相互紧密联系在一起的，所以联想物理学有关压强变化的知识，师生共同完成了以下实验方案的设计，简述如下：
1.塑料瓶变瘪方案
仪器与药品：塑料瓶、水、氢氧化钠溶液、二氧化碳
步骤：常采用两个充满二氧化碳的相同材质的塑料瓶，在两个塑料瓶分别加入等体积的水和氢氧化钠溶液，充分振荡，比较瓶子变瘪的程度。
现象：二氧化碳与氢氧化钠溶液接触的瓶子变瘪程度明显，与水反应的现象不是很明显。
结论：二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。
2.瓶吞鸡蛋方案
仪器与药品：二氧化碳、氢氧化钠溶液、集气瓶、烧杯，煮熟脱壳的鸡蛋。
步骤：向装满二氧化碳的集气瓶中倒入一定量的氢氧化钠溶液，立即用煮熟的鸡蛋塞住瓶口，观察现象。
现象：发现鸡蛋被集气瓶给吞进瓶内。
结论：二氧化碳和氢氧化钠溶液反应。
3.喷泉实验方案
仪器与药品：圆底烧瓶、注射器、带导管的双孔橡胶塞、弹簧夹、烧杯、氢氧化钠溶液、酚酞溶液。
步骤：在烧瓶中集满二氧化碳，并用带导管的双孔橡胶塞塞住瓶口，用弹簧夹夹住橡胶管，将导管的另一端放入盛有酚酞氢氧化钠溶液的烧杯中。将装有一定量氢氧化钠溶液的注射器压入烧瓶中并振荡烧瓶。
现象：将烧瓶倒置，打开弹簧夹，看到喷泉实验。将烧瓶正置，看到倒吸现象。
结论：二氧化碳和氢氧化钠溶液发生了反应。
分析与讨论：
第一个方案，座位稍远的学生或观察力差的学生不易独立得出正确的结论。比对的量化程度不够，没有在同一平面进行。学生在讨论过程中提出了新的疑惑，增强了学生积极去完善本方案的动力。
第二、三个方案，增强实验的直观效果，现象更加鲜活，对学生视觉的冲击力更强，从而激发了学生的学习兴趣，激活了学生的思维，能在短时间内有效解决疑点，突破难点，从而更好地提高课堂教学效率。
引导学生进行分析，得出：气压变小，反应物减少，证明物质发生了化学反应的科学结论。这样有利于培养学生分析思维能力和实验探究能力。
仪器易得，都是实验室常用仪器，装置和操作简单，做成成套装置，可长期使用。
在实际实验教学中，把学生在课堂学习中遇到的问题作为课题，以点带面，用一个探究问题带动了许多知识的巩固和综合应用，涉及的知识面较广，包括酸的性质、二氧化碳的性质、质量守恒定律及相关的物理知识等。并且引导学生进行思考、拓展思维、迁移运用，真正做到物M其用，一举多得。通过知识牵引做到实验创新，从而做到提高知识应用能力，并分析解决生活中的一些实际问题。
在实验过程中，学生有很高的积极性，思维活跃发散，设计出了许多精彩的实验方案。这一探究活动，既培养了学生的创新能力，又使学生明确了探究的一般过程和方法，培养了学生尊重事实的科学态度。
参考文献：
[1]李琼.二氧化碳和氢氧化钠溶液反应的实验探究[J].新课程学习（上旬），2014.
过氧化氢分解范文6
关键词：过氧化氢；油桃；萌芽率；芽存活率；调控效应
中图分类号：S662.1文献标识码：A
文章编号：1002-2910(2007)05-0015-02
落叶果树在休眠过程中，过氧化氢(H2O2)的代谢对芽的休眠起重要作用。研究认为，过氧化氢是细胞正常新陈代谢产生的有毒物质，将其清除是促进代谢正常进行的基础。笔者以曙光油桃为试材，于不同时期用不同浓度的过氧化氢处理枝条，观察对解除芽休眠的作用，探讨其对油桃芽的萌发和存活的影响。
1材料与方法
试验在泰安群星园艺示范园进行。试材为生长条件一致的7年生曙光油桃，树体健壮而整齐，试验期间常规管理。于11月3日、27日和12月15日分别向树体喷布0.5％、1％和2％的过氧化氢（H2O2），单株小区，重复3次，以喷清水做对照。处理后每隔6天采样1次，取生长一致的枝条，带回实验室，测定叶、花芽存活率和萌芽率。每次采回的枝条每处理取20条放在光照培养箱中进行清水培养测定萌芽率。培养条件为气温25℃，光照强度40μmol•m-2•s-1，每天光照12小时，隔一天换水1次，每次剪掉枝条基部2～3mm，露出新茬。培养25天后，调查芽存活率和萌芽率。脱落芽和生长点变褐的芽为死亡芽；萌发和生长点未变褐的芽为存活芽。由存活芽数和总芽数计算芽存活率。芽存活率的高低反应过氧化氢对芽的伤害程度，存活率越低，表明过氧化氢对芽的伤害越严重。
叶芽露绿、花芽露红者视为萌芽。当萌芽率超过50％时认定已通过自然休眠。调查结果用DPS进行数据分析。
2结果与分析
2.1过氧化氢处理对油桃萌芽率的影响
试验结果见表1。11月3日用过氧化氢处理的油桃枝条萌芽率均低于50％，说明此时处理对萌芽率的影响不大；1％和0.5％H2O2处理可提高花芽萌芽率，其中，1％的H2O2处理后萌芽率与对照差异极显著；2％H2O2处理能抑制芽萌发。11月27日再处理对萌芽率的影响均很明显。此时不处理的花芽萌芽率为58.07％，已解除休眠；而0.5％和1％H2O2处理后萌芽率已分别达68.07％和73.06％，极显著地高于对照；2％H2O2处理则明显抑制芽萌发，萌芽率仅47.10％。12月15日自然休眠已基本解除，此时2％H2O2处理，花芽萌芽率较对照低10个百分点，为78.67％；1％、0.5％H2O2处理可提高萌芽率，萌芽率分别为96.67％和95.70％。可见过氧化氢对花芽萌芽率的影响因处理时间和浓度而异，休眠前对花芽萌芽率影响都不大；中期时低浓度过氧化氢处理可提高萌芽率，而高浓度则抑制芽萌发；后期低浓度处理对萌芽率影响也不大，高浓度仍抑制芽萌发。过氧化氢处理对叶芽萌发率的影响与对花芽的影响基本一致。
2.2过氧化氢处理油桃枝条对芽存活率的影响
从表1看出，对照(喷清水)枝条上的芽全部萌发。11月3日用过氧化氢处理油桃枝条，对芽存活影响不大，使用2%的过氧化氢，芽存活率93.5%，只有不到7%的芽死亡。11月27日处理对芽存活影响较大：0.5％过氧化氢处理芽存活率为94.5％，1%时为90.5%，2％时芽存活率仅为78.8％，有21.2%的芽死亡。12月15日处理明显降低了芽存活率，其中2％处理芽存活率仅为53.0％，几乎有半数芽受害而死；可见处理时期越晚、过氧化氢浓度越大，对芽的伤害越大，芽存活率越低。
3小结
试验表明，过氧化氢对曙光油桃休眠芽的影响因处理时期和浓度而异。
