过氧化氢制备氧气的催化剂的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种催化剂，尤其是过氧化氢制备氧气教学实验的二氧化锰催化剂。
【背景技术】
[0002]在化学教科书中，介绍了氧气的实验室制法，并在讨论了实验室制法的选取原则和经过多种方法的比较之后，选定了一种比较理想的常用方法，设置了演示实验和学生的分组实验。实验原理是:在二氧化锰的催化下，使过氧化氢分解。反应的方程式
[0003]2Η202====2Η20+02 ?
[0004]由于该反应的产物为氧气和水，没有污染，的确是一个比较环保，安全的好方法。但我们在实践中，特别是在氧气的实验室制法和性质的学生分组实验中，却发现了诸多弊端:
[0005]1.二氧化锰是极细的黑色粉末，加入过氧化氢溶液后，开始时反应速率很快，产生的气流瞬间冲出，几分钟后反应几乎停止，产生的气泡不均匀不连续，不利于氧气的收集和检验。
[0006]2.实验结束后，由于难以将其中质量和化学性质在反应前后都没有改变的催化剂——二氧化锰回收，学生们都将黑乎乎的液体倒入了废液缸，一个年级的十几个班，几十个班做下来，废液相当可观，最后不得已，废液全部倒入了下水道，其中大量完全可以再利用的二氧化锰就这样浪费掉了，更可怕的是会给环境带来极大的危害。
[0007]除此而外，该实验还存在一些小瑕疵如:不好控制反应的发生和停止，加进去的药品直至反应完全才会停止；学生在取用粉末时多有洒落，不易擦拭干净，污染试验台，一个班的实验完成后，容器、试验台不容易洗涤和擦拭干净，影响美观。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型要解决的问题是提供一种使过氧化氢制备氧气实验缓慢可控的二氧化锰催化剂，该催化剂使用过程安全干净，又可以重复利用。
[0009]为解决上述技术问题，本实用新型的过氧化氢制备氧气的催化剂，包括用琼脂承载二氧化剂的催化剂本体，所述催化剂本体为圆柱形，圆柱体的中心设置通孔，圆柱形顶面和底面的通孔边上均匀的设置相间隔的凸台和缺口，所述凸台和缺口大小相匹配。
[0010]将琼脂与二氧化锰混合后的液体冷却凝固后，性质稳定，不易变质，质地不软不硬，制备好琼脂二氧化锰固体材料后，加工通孔，制作凸台和缺口，化学反应中氧气产生的速度不会太快，实验结束后，固体催化剂可以洗净重新利用。圆柱体中心设置通孔，可以让催化剂和溶液接触的更充分；圆柱形顶面和底面的通孔边上均匀的设置相间隔的凸台和缺口，在需要反应速度更快些的时候，可以将两个催化剂本体上的凸台相对放置，两个催化剂本体之间产生较大空隙，使反应速度快些。如果需要使反应速度慢下来，则可以将上面的催化剂本体和下面的催化剂本体错开，是凸台和缺口相交错。[0011 ] 所述缺口上设置小通孔。
[0012]所述催化剂本体上设置提拉绳。
[0013]将能二氧化锰粉末分散在不溶于水的载体中制成块状或片状的固体且不影响该反应的进行，以上问题就会迎刃而解，为此我们进行了广泛的探宄。在经历了无数次的失败后，我们终于找到了一种理想的载体-------琼脂。经过反复试验我们发现:
[0014](I)琼脂不与过氧化氢溶液反应。对该反应不会造成干扰。
[0015](2)将琼脂与二氧化锰混合后的液体冷却凝固后，性质稳定，不易变质，质地不软不硬，可按需要很方便地用小刀切割成任意形状。且该固体泡在水中或反应后的溶液中，根据20天的观察，无明显的溶解、脱落现象。
[0016](3)由于琼脂具有可以使离子自由通过的性质，化学反应中不会出现诸如用难溶性胶水粘合，使反应受阻、反应速率减慢或停止等问题。多次的实验表明，该化学反应能够顺利、持续进行，反应速率适中，效果良好，完全可以满足演示实验和学生实验的要求。
[0017]反应后的液体依然清澈、透明，滤除固体后可直接排放，基本无污染。
【附图说明】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0019]图1是本实用新型的过氧化氢制备氧气的催化剂的俯视图。
[0020]图2是本实用新型的过氧化氢制备氧气的催化剂的立体图。
[0021]图3是两个催化剂本体叠在一起时的示意图。
【具体实施方式】
[0022]如图1和图2所示，本实用新型的过氧化氢制备氧气的催化剂，包括用琼脂承载二氧化剂的催化剂本体1，催化剂本体I为圆柱形，圆柱体的中心设置通孔2，圆柱形顶面和底面的通孔边上均匀的设置相间隔的凸台3和缺口 4，凸台3和缺口 4大小相匹配。将琼脂与二氧化锰混合后的液体冷却凝固后，性质稳定，不易变质，质地不软不硬，制备好琼脂二氧化锰固体材料后，加工通孔2，制作凸台3和缺口 4，化学反应中氧气产生的速度不会太快，实验结束后，固体催化剂可以洗净重新利用。圆柱体中心设置通孔2，可以让催化剂和溶液接触的更充分；在需要反应速度更快些的时候，可以如图3所示将两个催化剂本体上的凸台3相对放置，两个催化剂本体之间产生较大空隙，使反应速度快些。如果需要使反应速度慢下来，则可以将上面的催化剂本体和下面的催化剂本体错开，使凸台3和缺口 4相交错。缺口 4上设置小通孔5。催化剂本体上设置提拉绳6。实验过程中可以将催化剂本体I从烧杯中提出来，是反应中断。
[0023]以上所述，仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，均落在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种过氧化氢制备氧气的催化剂，其特征在于:包括用琼脂承载二氧化剂的催化剂本体，所述催化剂本体为圆柱形，圆柱体的中心设置通孔，圆柱形顶面和底面的通孔边上均匀的设置相间隔的凸台和缺口，所述凸台和缺口大小相匹配。
2.按照权利要求1所述的过氧化氢制备氧气的催化剂，其特征在于:所述缺口上设置小通孔。
3.按照权利要求2所述的过氧化氢制备氧气的催化剂，其特征在于:所述催化剂本体上设置提拉绳。
【专利摘要】本实用新型涉及一种过氧化氢制备氧气的催化剂，包括用琼脂承载二氧化剂的催化剂本体，所述催化剂本体为圆柱形，圆柱体的中心设置通孔，圆柱形顶面和底面的通孔边上均匀的设置相间隔的凸台和缺口，所述凸台和缺口大小相匹配。缺口上设置小通孔。催化剂本体上设置提拉绳。将琼脂与二氧化锰混合后的液体冷却凝固后，性质稳定，不易变质，质地不软不硬，可按需要很方便地用小刀切割成任意形状，该化学反应能够顺利、持续进行，反应速率适中，效果良好，完全可以满足演示实验和学生实验的要求，反应后的液体依然清澈、透明，滤除固体后可直接排放，基本无污染。
【IPC分类】B01J35-02, C01B13-02, B01J31-32
【公开号】CN204395980
【申请号】CN201520028009
【发明人】鲁昱瑶, 王梓均
【申请人】鲁昱瑶, 王梓均
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年1月15日