可持续发展的绿色产品_双氧水的用途及纯化研究

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2014 年第 1 期
研究与开发
来自百度文库
国, 可以作为漂白剂 ( 纸浆漂白占双氧水总用量 的 50% ) 、 消毒剂、 氧化剂以及合成原料。 全球主 要的生产厂家有美国的澳柯玛 ( Aucma ) 、 富美实 ( FMC ) , 德国的赢创集团 瑞典的 EKA 化学集团, ( EVONIK) 、 默克公司 ( Merck ) , 比利时的索尔维 ( Solvay, 日本的三菱瓦斯 ( MGC ) 等。 或称苏威 ) , 没有任何 由于双氧水分解后最终产物是水和氧, 污染, 世界最大生产商之一的德国赢创公司在其 网站上介绍双氧水是环境友好型氧化剂, 值得大 力发展和应用。 1 双氧水的应用 双氧水是一种精细的化工产品, 可以在很多 领域应用, 根据美国 FMC 公司的资料介绍, 该公 司生产的双氧水有 9 个规格, 分别对应每一个用 途: ① 用于包装灭菌和助 剂 功 能; ② 饮 用 水 处 理; ③ 一般的氧化漂白、 污染治理; ④ 晶片蚀刻 和清洗; ⑤ 医药用; ⑥ 化学合成 ( 无无机金属 ) ; ⑦ 航空航天用; ⑧ 生产 OHP; ⑨ 生产氯酸盐。 下面按其应用领域大致分类, 从工业、 环保、 医药和其他应用等 4 个方面对双氧水现在的应用 领域进行介绍。 1. 1 在工业上的应用 双氧水既可以作为原料用于化学合成工业以
台湾的视康 AOSEPT 双氧水保养液在合亚 隐形眼镜网上称视康双氧水是目前中国市场唯一 “双氧水” 一款 护理液。 随生活水平的提高, 人们对消洗产品的需求 量越来越大, 加之环保问题日益受到重视, 相信围 绕双氧水开发的日化产品将越来越多 。 1 . 1 . 4 在电子工业的应用 双氧水在该行业中主要作为硅片清洗剂、 印 刷电路板蚀刻剂和金属与半导体材料表面处理剂 得到应用, 这类应用对双氧水纯度要求非常严苛 , 要求其中的金属离子含量非常低 。
“效 果 好, 疗 效 迅 速, 价 格 低, 有很高的实用价 。双 氧 水 消 毒 杀 菌 的 特 点 也 可 以 应 用 于 水 值” 产, 比如 2007 年瑞典的 EKA 公司赞助 35% 的过 氧化氢产品 ( PEROX - AID ) 用于淡水养殖试验, 美国的食品及药物管理局 ( FDA ) 将该试验收录 ( 《ORIGINAL NEW ANIMAL DRUG AP于其网站 PLICATION NADA141 - 255 》 ), 把该产品定位为 非处方药( OTC ) 用于水产养殖。 对于人类的某些疾病, 用双氧水非常有效。 比如用于治疗溃疡型手足口病, 疗效显著, 愈合良 好, 缩短了治疗疗程, 无不良反应; 用于乳糜尿治 疗, 双氧水肾盂灌洗法操作简单、 安全有效、 不良 反应小、 复发率低、 费用低, 值得临床推广。 但双氧水治病同时也有误区。如国外某些网 站将之宣传为万能神药, 但国外对双氧水功能过 分夸大的情况也非常重视, 大的生产厂家都会提 , FMC 醒消费者留意使用 如 严正申明其食品级双 氧水不能用在没有证明用途的医药领域。1989 年美国健康与公共事业部 ( HHS ) 报道, 非法使用 双氧水治疗癌症和艾滋至少造成 1 例死亡。 1 . 4 其他领域的应用 利用双氧水分解出氧气的特性, 高浓度的双 氧水可用在航空航天作火箭推动燃料, 低浓度的 双氧水可用在对植株根部补氧等等 。人类对双氧 水的开发利用可谓无处不在, 使得双氧水在各行 业中持续不断地被广泛应用。 2 双氧水的纯化现状及研究

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杀菌功能性替代也占去了食品级双氧水 的消毒、 的一部分市场份额。 还有就是政策解读不彻底, 致使很多食品级双氧水生产企业及食品生产企业 均有食品级双氧水国标已被“废除 ” 的结论, 甚至 有的执法部门也有误解, 认为食品加工过程中不 得使用食品级双氧水。而就笔者对政策梳理的结 果, 食品级双氧水服从《食 品 用 消 毒 剂 原 料 ( 成 ( 2009 年版 ) 管理, 份) 名单 》 可以直接用于消毒 食品。 食品级双氧水是绿色产品, 理应受到推崇和 , , 广泛使用 但受利益驱动 违法使用工业品进行替 代的问题非常突出, 致使其在食品工业领域的应 用受到影响。要拓展其市场关键还在于市场监管 和政策的落实以及行业的规范。 1 . 2 环保领域的应用 利用双氧水的氧化性, 可以将双氧水用于废 水、 废气的处理。 比如用双氧水处理低浓度的含 氰废水, 其对氰离子的脱除率可达 93% 以上, 再 结合生化处理, 最终排放水中的总氰浓度可达到 GB 8978 —1996《污 水 综 合 排 放 标 准 》 的一级标 准; 在废气的处理上, 有研究资料表明, 在尿素湿 法脱氮工艺中添加双氧水可有效提高氮氧化物的 吸收效果。 1. 3 1. 3. 1 医药领域的应用 消 毒
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摘 要 关键词
可持续发展的绿色产品 — — — 双氧水的用途及纯化研究
研究院


在化工行业的应用越来越受 双氧水使用后无二次污染的特性符合当前清洁环保的理念,
到重视, 在食品、 医药等新领域也在不断被研究, 随着功用的被深入挖掘, 双氧水开始发挥意想不到的作 用。对双氧水在人类社会活动各领域的应用作了较全面的归纳, 向大家展示了双氧水这种绿色化工产 品的广阔发展前景, 并对双氧水纯化研究现状进行了介绍 。 双氧水; 工业应用; 环保应用 ; 医药应用; 纯化研究
现在医院已大量使用双氧水复配液对伤口进 行消毒, 并可应用于处理人体内部伤口, 如剖宫产 中冲洗宫腔预防感染。 另外, 还有双氧水在医疗 器械类消毒上应用的报告, 有资料称, 对气管内套 管用 3% 的双氧水消毒安全有效且省时省力 。 在地震、 海啸等自然灾害后, 双氧水对保持公 共卫生具有极大的贡献。我公司生产的双氧水也 在几次重大的灾害处理和疫病控制中发挥了作 用。 1. 3. 2 治 疗 双氧水作为药物使用的研究也越来越广泛和 深入。 兽用药方面, 双氧水在大型家畜中应用较多, 主要是利用双氧水可以提供氧气的特点 。比如在 治疗牛肺炎上的应用上, 采用静脉注射双氧水达 到供氧的目的, 有治愈率高的特点; 另外, 双氧水 还在 治 疗 牛 氢 氰 酸 中 毒 上 备 受 推 崇, 被认定为

据 2007 年资料介绍, 电子级过氧化氢主要厂 家有 日 本 的 三 菱 瓦 斯 ( MGC ) 、 美国的富美实 ( FMC ) 、 比利时的索尔维 ( Solvay ) 、 法国的空气液 化( Air Liquide ) 、 德 国 的 赢 创 ( Degussa ) 和 默 克 ( Merck) 等, 它们垄断了电子级过氧化氢 90% 的 市场。该资料还将电子级过氧化氢归属于高技 术、 高附加值产品。 1 . 1 . 5 在食品工业的应用 食品级双氧水是在工业级的基础上进行提 , 纯 以达到相应的国家标准。 1 . 1 . 5 . 1 应用情况 食品级双氧水具有广谱、 高效、 无毒、 无残留 的特性, 有关其在食物加工中的研究还是不少。 总的来说, 它作为生产加工助剂用在食品、 果蔬及 饮料等的生产过程之中, 能起到消毒、 杀菌、 漂白 等作用。国内在 1999 年由汪永超研发成功高纯 度过氧化氢技术并创办了杭州临安精欣化工厂 , 2007 年由该厂牵头作为主要起草单位制定了国 家标准 GB 22216 —2008《食 品 添 加 剂 过 氧 化 。 氢》 国外大的食品级双氧水生产厂家网站信息提 到, 食品级双氧水产品可以作为食品加工助剂, 如: 用来做奶酪的制孔剂, 漂白肉类产品、 茶叶、 坚 , 、 ( 果 用作淀粉 牛奶等蛋白质的改良剂等等 如美 国的富美实和比利时的索尔维等 ) ; 食品级双氧 水更多的是用于消毒杀菌, 如美国的澳柯玛提到 Valster它生产的 Valsterane AL3 提供给康美包、 ane AL4 提供给贝利包, 都用在无菌包装上。 现 在国内大型的奶制品多采用这类无菌包装 。 1 . 1 . 5 . 2 食品级双氧水应用的问题所在 食品级双氧水有巨大的市场, 据业内人士介 绍, 整个食品级过氧化氢的市场需求量在 30 万 ~ 40 万 t / a, 主要用于食品加工的漂白及消毒、 杀菌 环节。但实际上国内真正达标的食品级过氧化氢 产量只有 2 万 t / a 左右。 经了解, 一方面是由于国家监管力度不够, 很 多食品生产者出于经济利益考虑, 非法用工业级 , 双氧水替代食品级双氧水 而工业级双氧水中含 有大量的杂质和有害重金属, 直接用于食品会对 人体造成极大的健康危害, 这种做法导致了众多 的食品安全问题, 致使公众难以在食品工业领域 接受双氧水这种产品的应用; 另一方面, 食用酒精
他有机化合物。 其中环氧丙烷 ( PO ) 的过氧化氢 合成法被称为推动过氧化氢产量提升的动力 , 该 工艺简称为 HPPO 工艺, 相关研究较多。 过氧化物含有过氧基, 可用于漂白、 杀菌、 消 毒。有机过氧化物比金属过氧化物氧化性更强 , 对于有尿素和双氧水产品的生产厂来讲 , 利用这
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2 种产能过剩产品来生产过氧化尿素非 常 有 意 义。过氧化尿素是固体, 无毒、 无味, 兼具尿素和 过氧化氢的功能, 是新型的精细化工产品, 也是高 效、 安全、 使用方便的消毒剂和氧化剂, 广泛用在 医药、 制药、 日化、 食品、 农业种养、 纺织造纸及化 工等行业, 并在不断地开发新的用途, 比如在循环 水中用作杀菌黏泥剥离剂。 1 . 1 . 2 在造纸工业的应用 双氧水用作漂白剂的历史最为久远, 这也是 。 当前双氧水的主要应用领域 除双氧水以外, 用 于纸浆漂白的主要还有次氯酸盐和氯气, 这2 类 漂白剂会产生具有致癌作用的氯代烃, 而且在漂 白过程中, 次氯酸同时会氧化纤维素, 降低材料强 度, 氯气会与木质素反应生成氯化木质素 , 使纸浆 白度不稳定, 易返黄。双氧水避免了这些问题, 但 也存在无效分解量较大的情况, 目前可通过合成 过氧化尿素或二氧化氯来解决。 1 . 1 . 3 在日化工业的应用 这类应用在洗涤及化妆品上较多 。如来苏尔 ( Lysol, 美国一家专业洗护用品品牌, 其产品在中 国市场有销售) 在其官网宣传过氧化氢配方的新 产品, 称过氧化氢产品开启了日常清洁的新纪元 。 美国高乐士( Clorox) 旗下的清洁剂系列厂家 2013 于 年 1 月在美环境保护署 ( EPA ) 注册了使 用活化过氧化氢专利配方的次氯酸钠 - 过氧化氢 产品, 产品形式为湿纸巾和喷雾, 宣传可以在 30 s ~ 1 min 内杀死 32 种细菌和病菌。 美国泰华施 ( Diversey ) 开发了一种具有独特 专利过氧化氢 ( AHP ) 技术的清 洁 消 毒 剂 奥 维 ( Oxivir ) , 称稀释使用时对眼睛和皮肤完全无刺 激性, 对物体表面无腐蚀性。
双氧水又称过氧化氢, 发现于 1818 年的法
生产其他产品, 也可以作为产品应用于其他的工 业生产过程中, 用作漂白、 清洁、 消毒等用途。 1. 1. 1 在化学合成工业的应用 “- 1” 双氧水中的氧为 价, 处于中间价态, 既
有氧化性又有还原性, 所以在化学反应中能够作 为氧化剂或者还原剂。双氧水在化学合成工业的 应用按产物类型可分为无机和有机 2 大类。 ( 1 ) 无机物合成主要是过氧化物的合成, 也 有其他类。 过氧化物主要种类为金属过氧化物 ( 如过氧化锌、 过氧化钾 ) 、 无机盐过氧化物 ( 如过 碳酸钠、 过硼酸钠 ) 和其他 过 氧 化 物 ( 如 过 氧 磷 酸、 过氧硫酸) 。其他无机物的合成, 如二氧化氯 的生产, 双氧水法二氧化氯的合成与其他的合成 方法相比具有反应迅速、 转化率高、 废物残留较少 的特点。 ( 2 ) 有机物合成包括: 有机过氧化物 ( 如过 环 环氧化物 ( 如环氧油、 氧化酮、 过氧化碳酸酯 ) , 氧酯) 酸类) , 硫氧化物 ( 如有机胺、 肼和砜类、 磺 含氮、 ( 、 ) , 芳烃氧化物 如邻苯二酚 对苯二酚 及其
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