近日，化学化工学院结构热力学与微纳化工团队在国际知名期刊Chemical Engineering Journal上发表题为“Direct Thermal Catalytic Synthesis of Hydrogen Peroxide by Using Microchip Reactor”的研究。该研究发展了一种基于热催化的微通道反应器装置，通过氢气、氧气直接反应生产双氧水。
双氧水被公认为是绿色氧化剂的典型代表，在化学工业中有广泛应用，其市场巨大。然而，国内外现阶段广泛采用的蒽醌法不仅生产过程不绿色、储运过程风险高，且关键技术由欧美国家垄断；另一方面，三分之二以上的双氧水终端应用领域需要小批量、低浓度的双氧水。为解决这一由行业发展、国际竞争和绿色理念牵引出的技术瓶颈问题，发展由氢、氧直接合成双氧水的现制即用绿色技术引起关注，但该方法依然受制于爆炸风险大、反应选择性不高、不能连续生产等系列问题。
围绕这一前沿挑战，结构热力学与微纳化工团队设计、开发了拆卸式微通道反应器（专利号：ZL202121863092.8，ZL202220951141.1），解决了反应爆炸风险问题，并通过制备、填充具有高选择性纳米催化剂颗粒，实现了常温、常压条件下低浓度双氧水的连续制备。研究团队进而系统考察了温度、进料速度、进料比和溶剂种类等对双氧水浓度和产率的影响，给出了界面催化热力学机理及最佳操作条件。对该微通道反应技术的经济分析表明，通过进一步串并联该反应装置，有望开发出具有较高商业价值的便携式双氧水生产设备，从而实现绿色、高效、安全的小规模现场制备双氧水。
该论文的第一作者为化学化工学院19级博士生杨再雍。通讯作者为赵双良教授和龚福忠教授。该研究得到了国家自然科学基金（91934302, 21878078, 22178072）和广西科技基地与人才专项（AD21220017）的资助。
原文链接： https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.140915
