在化工合成领域，工业双氧水是一种极为重要的氧化剂，参与了众多关键的化学反应，助力生成一系列重要的化工产品。在制备环氧丙烷的过程中，工业双氧水发挥着不可或缺的作用。丙烯与工业双氧水在特定催化剂（如钛硅分子筛TS-1）的存在下，发生环氧化反应。双氧水分子中的氧原子在催化剂的作用下，插入丙烯分子的碳-碳双键之间，形成环氧丙烷，反应方程式为：CH₃CH=CH₂+H₂O₂$$\stackrel{TS-1}{=!=!=$$CH₃CH(O)CH₂+H₂O。从微观角度来看，催化剂能够降低反应的活化能，使双氧水分子和丙烯分子更容易发生有效碰撞，从而促进反应的进行。环氧丙烷是一种重要的有机化工原料，广泛应用于生产聚醚多元醇、丙二醇等，这些产品又进一步用于制造聚氨酯泡沫、弹性体、表面活性剂等。在有机过氧化物的合成中，工业双氧水也是关键原料。以过氧化苯甲酰的合成为例，苯甲酸与工业双氧水在浓硫酸等催化剂的作用下发生反应。首先，浓硫酸催化苯甲酸与双氧水反应生成过氧苯甲酸，然后过氧苯甲酸进一步与苯甲酸反应生成过氧化苯甲酰。
双氧水的用途：化学工业用作生产过硼酸钠、过碳酸钠、过氧乙酸、亚氯酸钠、过氧化硫脲等的原料，酒石酸、维生素等的氧化剂。医药工业用作杀菌剂、消毒剂，以及生产福美双杀虫剂和40l抗菌剂的氧化剂。印染工业用作棉织物的漂白剂，还原染料染色后的发色剂。用于生产金属盐类或其他化合物时除去铁及其他重金属。也用于电镀液，可除去无机杂质，提高镀件质量。还用于羊毛、生丝、皮毛、羽毛、象牙、猪鬃、纸浆、脂肪等的漂白。高浓度的过氧化氢可用作火箭动力燃料
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