Wasserstoffperoxid‐Synthese: Perspektiven jenseits des Anthrachinon‐Verfahrens

Abstract

Wasserstoffperoxid (H2O2) wird in vielen Industriezweigen eingesetzt, vor allem in der chemischen Industrie und im Umweltschutz. Das einzige Abbauprodukt bei seiner Verwendung als Oxidationsmittel ist Wasser, weshalb es eine große Rolle bei umweltfreundlichen Verfahren in der chemischen Industrie spielt. Die großtechnische Synthese von Wasserstoffperoxid erfolgt im Anthrachinon(AO)‐Prozess, der selbst aber kaum als ein “grünes” Verfahren angesehen werden kann. Er umfasst die schrittweise Hydrierung und Oxidation eines in einem Gemisch organischer Lösungsmittel gelösten Alkylanthrachinons mit anschließender Abtrennung des Wasserstoffperoxids durch Flüssig‐flüssig‐Extraktion. Der AO‐Prozess ist ein mehrstufiges Verfahren mit beträchtlichem Energieverbrauch und Abfallaufkommen, was sich auf seine Umweltverträglichkeit und die Produktionskosten negativ auswirkt. Transport, Lagerung und Handhabung von H2O2 als Industriechemikalie sind mit Sicherheitsproblemen und erheblichen Kosten verbunden. Aus diesen Gründen werden neue, umweltfreundlichere Methoden zur Herstellung von Wasserstoffperoxid erforscht. Dieser Aufsatz beschäftigt sich insbesondere mit der direkten Synthese von Wasserstoffperoxid aus O2 und H2 mithilfe von Katalysatoren sowie den bei der Bildung und Zersetzung von Wasserstoffperoxid wirksamen Faktoren.

H2O2 Generation by Decamethylferrocene at a Liquid|Liquid Interface

“…[10] H 2 O 2 can also decompose in a reaction that is catalyzed by most transition metals and their compounds. [3] In summary, we have shown that O 2 reduction by DMFc occurs in the absence of any noble metal catalysts at a polarized water j DCE interface. The rate of reaction is controlled by the Galvani potential difference across the interface, which has been determined chemically using various salts with a common ion.…”

“…Its production is currently based almost exclusively on the anthraquinone hydrogenation and oxidation process. [2] Many alternative routes have also been developed, one of which is the electrochemical cathodic reduction of O 2 [2][3][4] in the presence of molecular electrocatalysts such as metalloporphyrins [5] and anthraquinones.…”

New Pd–Pt and Pd–Au catalysts for an efficient synthesis of H2O2 from H2 and O2 under very mild conditions

“…So far Pd has qualified as the best catalytic material [10,11,14,[16][17][18][19]. However, it is well known that alloying or combining two metals can lead to materials with specific chemical properties due to an interplay of ''ensemble'' and ''electronic'' effects [20], and that a bimetallic surface can exhibit catalytic properties that are very different from those of the surfaces of the individual metals.…”

H2O2 Generation by Decamethylferrocene at a Liquid|Liquid Interface

“…Its production is currently based almost exclusively on the anthraquinone hydrogenation and oxidation process. [2] Many alternative routes have also been developed, one of which is the electrochemical cathodic reduction of O 2 [2][3][4] in the presence of molecular electrocatalysts such as metalloporphyrins [5] and anthraquinones. [6] Herein we present an electrochemical method for producing H 2 O 2 at a soft molecular interface rather than at a solid electrode.…”