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提要：在陰極水溶液中添加非離子型催化劑的方法，極大地提高了氧在陰極還原反應(yīng)中的傳質(zhì)速度，并且有效地防止了HO-2離子進(jìn)一步還原為OH-離子的副反應(yīng)，使堿性H2O2水溶液和O2發(fā)生器（簡稱EOP發(fā)生器）順利地實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。　　關(guān)鍵詞：H2O2/O2發(fā)生器；非離子型催化劑；使用成本　　目前Cl2的使用費(fèi)約是每噸1500元，在紙廠由Cl2制成Ca（ClO）2時(shí)，以每噸有效氯計(jì)算，約是每噸2000元。以此為標(biāo)準(zhǔn)，以相同的化學(xué)當(dāng)量計(jì)（H2O2/Cl2為34/71），當(dāng)H2O2的使用費(fèi)降至每噸4170元（100%計(jì)）時(shí)，已和Ca（ClO）2相當(dāng)。當(dāng)H2O2的使用費(fèi)降低至每噸3130元時(shí)，已和Cl2相當(dāng)?！　∮纱丝梢?，當(dāng)H2O2（100%計(jì)）使用費(fèi)降至每噸3000元以下時(shí)，在無氯漂白的流程中，EOP段的比重將會(huì)提高，從而達(dá)到無氯漂白的成本不高于原來的氯漂，本文介紹的EOP發(fā)生器可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)?！　?　EOP發(fā)生器的技術(shù)路線　　氧在陰極還原反應(yīng)的研究，在80年代利用高表面積碳素的技術(shù)路線，其原理是：每克碳黑或活性碳擁有數(shù)十乃至上百平方米的表面積，用這類高表面積碳素和抗水劑混合，然后經(jīng)過成型、燒結(jié)制成陰極，利用其對氧的巨大吸附能力，防止氧的兩電子還原生成HO-2離子的反應(yīng)出現(xiàn)極化，從而提高了發(fā)生器的電流密度，并且有效地防止了HO-2離子被進(jìn)一步還原的副反應(yīng)。該項(xiàng)技術(shù)路線的致命缺點(diǎn)是：一旦陰極的抗水性能下降，碳素的表面被淹死，壽命就終止了。因此上述方法難以進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用?！　≡陉帢O水溶液中添加非離子型催化劑的方法（中國發(fā)明專利94107429.3）的工作原理如圖1（略）?！　∮捎诜请x子化合物不受陰極排斥，可以吸附在陰極上，由催化劑取代O2直接在陰極上得電子還原，因此顯著提高了氧的傳質(zhì)速度。另外，催化劑還原反應(yīng)的E比O2得電子的E顯著移向正方，所以有效地防止了HO-2離子的進(jìn)一步還原。由表1可見，在不使用催化劑條件下，當(dāng)電流密度提高時(shí)，各項(xiàng)指標(biāo)均出現(xiàn)惡化。　　在使用催化劑的條件下，當(dāng)電流密度提高時(shí)，各項(xiàng)指標(biāo)均良好?！　”? 項(xiàng)　　　目不使用催化劑使用催化劑12345槽電壓　V 電流密度 A/m2陰極出H2O2濃度　g/l陰極出NaOH濃度　g/l堿比　NaOH/H2O2電流效率　%直流電耗　kWh/kgH2O2陰極能力　kgH2O2/m2h1.822.9917.1536.742.1491.53.130.1712.0144418.855.82.9867.54.690.1882.2164623.2576.523.2957.56.070.2322.0761834.8780.332.394.73.450.3822.48101938.4282.722.15993.950.64　　如圖2（略）所示，為EOP發(fā)生器的流程示意圖。　　本項(xiàng)技術(shù)路線的優(yōu)點(diǎn)是：　?。?）不使用純氧，只需送入低壓空氣（0.1MPa），因此設(shè)備簡單，運(yùn)行費(fèi)用也低；　?。?）不用高表面積碳素和抗水劑制造陰極，因此不存在陰極使用壽命問題；　?。?）非離子型催化劑不受陰極排斥，可吸附在陰極表面，因此水溶液中的濃度很低時(shí)（1×10-5mol/l），即可達(dá)到滿意的工作指標(biāo)，故避免了回收催化劑的麻煩，使發(fā)生器順利地實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用?！　?　發(fā)生器生產(chǎn)H2O2的成本　　2.1　1997年在新疆博湖紙廠投產(chǎn)的2臺發(fā)生器，總生產(chǎn)能力是每日1.1tH2O2（100%計(jì)），其成本核算如表2。（未完待續(xù)）