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过碳酸钠的开发及应用前景
1996年23期 发行日期:2006-04-17
作者:三水
过碳酸钠的开发及应用前景  □三水    过碳酸钠是H2O2和Na2CO3的化学复合物,俗称“固体双氧水”,一
    过碳酸钠是H2O2和Na2CO3的化学复合物,俗称“固体双氧水”,一般用2Na2CO3·3H2O2表示。    1969年,日本在世界上首先制备成功并投入工业化生产,美国和西欧也于
    1969年,日本在世界上首先制备成功并投入工业化生产,美国和西欧也于70年代开始生产该产品,并进一步拓展了其应用领域。目前世界过碳酸钠的最大需求量为每年70万吨。我国起步较晚,1983年初才开始研究。1984年在吉林化学试剂厂建成1000吨/年生产装置,后来天津东方化工厂、浙江上虞市无机盐厂、机械部613所等厂家相继生产。国内需求量约为每年2万吨,目前产量远不能满足这一要求。    一、过碳酸钠的应用
    一、过碳酸钠的应用    过碳酸钠的主要生产国是美国、日本及欧洲一些国家,它是优于过硼酸钠的氯
    过碳酸钠的主要生产国是美国、日本及欧洲一些国家,它是优于过硼酸钠的氯系漂白剂。虽然过硼酸钠也有较高的活性氧,长期广泛用作粉状漂白剂的组分,但其水中溶解速度在低于20℃时太慢,所以在冷水中的漂白效果不好。而过碳酸钠的水溶性好,即使在冷水中的漂白效果也很好。与氯系漂白剂相比,过碳酸钠没有较浓的异味,对有芳香味的有机添加剂及增白剂无破坏作用且能保持其香味,特别适用于作低磷或无磷含硅铝酸盐洗涤剂的组分。除此之外,过碳酸钠还具有无毒、无污染、能杀菌等优点,所以在纺织和造纸工业中是一种新型有效的漂白剂。在日常生活中过碳酸钠还可用作漂洗剂、消毒剂、杀菌剂、除味剂、地毡及硬物表面的除垢剂等等。    近年来,国外利用过碳酸钠在催化剂作用下能分解放出氧气而作为急救用氧的
    近年来,国外利用过碳酸钠在催化剂作用下能分解放出氧气而作为急救用氧的新型化学供氧源。为控制过碳酸钠分解放出氧气的速度,满足急救时呼吸用氧能立即发生,并且使其供氧过程均匀、持续,人们研究出用不同浓度的聚乙烯醇(或乙二醇、阿拉伯胶等)分别将催化剂(铜、铁、钴、锰化合物)制成在水中溶解速度不同的固体物,一起混入过碳酸钠中。当需要用氧时,在固体物中加入适量的水,由于它们的溶解速度不同,所以能依次与过碳酸钠接触并发生反应,逐次放出氧气。这样,只要调配好固体催化剂在水中的溶解速度,就可保证过碳酸钠均匀、持续地放出氧气,满足急救的需求。按化学计量计算,将0.3kg过碳酸钠在30分钟内全部均匀分解,就能在供氧量和时间方面完全符合急救的要求。这种供氧方法具有设备简单、处理方法安全简便、价格便宜等优点,特别适用于前线及边远地区不具备氧气瓶的条件下使用。    许多研究者在有机合成领域中扩展过碳酸钠的应用范围,已研究应用于Dak
    许多研究者在有机合成领域中扩展过碳酸钠的应用范围,已研究应用于Dakin反应(醛基转变为酚型羟基反应)、有机硼烷氧化、腈水解等反应中。此外,还研究应用于硫醚和胺的氧化、烯烃的环氧化、酮的氧化等反应中,最近又在α二酮的断裂氧化反应的应用方面取得进展。    α-二酮的氧化断裂反应可以通过使用各种氧化剂如碘酸、四乙酸铝、过氧化
    α-二酮的氧化断裂反应可以通过使用各种氧化剂如碘酸、四乙酸铝、过氧化氢水溶液,在乙酸中的过硼酸钠和次氯酸钙等。但近来研究发现,用过碳酸钠在丙酮水体系中进行氧化反应既方便又经济,反应时间短,产率也比较高。    二、过碳酸钠的研制
    二、过碳酸钠的研制    1.制备方法
    1.制备方法    过碳酸钠是碳酸钠与过氧化氢的加成化合物,分子内碳酸钠和过氧化氢以氢键
    过碳酸钠是碳酸钠与过氧化氢的加成化合物,分子内碳酸钠和过氧化氢以氢键形式联接,其理论活性氧含量为15.3%。    过碳酸钠的制备主要分干法和湿法两大类。干法生产为在高温下,向流动床上
    过碳酸钠的制备主要分干法和湿法两大类。干法生产为在高温下,向流动床上的无水碳酸钠连续喷洒过氧化氢得到产品,其工艺简单,流程短,但设备复杂,技术条件苛刻,能耗高。而湿法生产是在一定温度下,过氧化氢与碳酸钠(固体或液体)反应,经结晶、分离、干燥得产品。其工艺简单,生产设备易得,投资少,技术条件易掌握,便于建厂生产。目前,除德国外几乎所有生产国都采用湿法生产。    用这些方法制得的过碳酸钠,在实际应用中不稳定,易分解,所以其使用效率
    用这些方法制得的过碳酸钠,在实际应用中不稳定,易分解,所以其使用效率会大大降低,而且给贮存过程带来许多困难。因此,研制过碳酸钠的难点在于如何提高分解温度,改变贮存过程中的稳定性,以提高活性氧的含量。    2.制备稳定的过碳酸钠
    2.制备稳定的过碳酸钠    制备稳定的过碳酸钠方法很多,下面介绍几种简易的方法:
    制备稳定的过碳酸钠方法很多,下面介绍几种简易的方法:    ①稳定剂的选择:过碳酸钠制造工艺比较简单,但由于工业碳酸钠含有铁、锰、
    ①稳定剂的选择:过碳酸钠制造工艺比较简单,但由于工业碳酸钠含有铁、锰、铜等金属杂质,易使过氧化氢在反应过程中被分解,导致过氧化氢的损失,同样也使最终产品在贮存和使用中稳定性不好,易分解、吸潮,降低产品质量。通常采用方法:当过氧化氢与碳酸钠反应时加入适量的硅酸盐(偏硅酸钠或硅酸钠)和镁盐(硫酸镁或氯化镁)一起反应。其加入量是每生成1.0kg过碳酸钠分别加入相当于2.4×10-5~7.2×10-4kg的镁和1.4×10-4~2.8×10-3kg的硅。然后将生成的过碳酸钠分离出来。过氧化氢中预先加进稳定剂如有机螯合剂EDA⒉乙二胺⒕、TPDP、DTPA⒉二乙基三氮五乙酸⒕等与金属离子形成稳定络合物,又能在溶液中形成胶体吸附催化活化中心的硅酸钠,可使产品具有优异的稳定性。    ②用沸腾床技术合成过碳酸钠。其合成工艺是,在沸腾床反应器内将碳酸钠和
    ②用沸腾床技术合成过碳酸钠。其合成工艺是,在沸腾床反应器内将碳酸钠和过氧化氢溶液混合,鼓入空气使二者反应生成过碳酸钠微晶。微晶在此处不断增大,直到合乎要求(不合要求的进行处理)。排出晶粒进行涂层工序,涂层室也采用沸腾技术。用可相溶的无机盐类形成均匀的涂层以稳定过碳酸钠的活性氧。该法制得的过碳酸钠活性氧含量约为13%。    日本年产过碳酸钠10万吨,其中含过碳酸钠的洗衣粉占全部洗衣粉产量的6
    日本年产过碳酸钠10万吨,其中含过碳酸钠的洗衣粉占全部洗衣粉产量的60%。许多国家都在竞相开发和应用过碳酸钠及含过碳酸钠的多种洗涤剂,其优越性在于该产品对洗衣粉中有芳香味的有机添加剂及增白剂无破坏作用,并能保持香味,不但可以增加洗衣粉的花色品种,提高洗衣粉的质量,使洗衣粉向高档化、系列化、专用化方向发展,而且有利于减少环境污染。    随着我国经济的发展,有些企业为了调整产品结构,已经着手开发纯碱深加工
    随着我国经济的发展,有些企业为了调整产品结构,已经着手开发纯碱深加工产品。我国对过碳酸钠尚属开发试用阶段,而仅全国洗涤剂年产量就达200多万吨,其中只要添加5%~10%的过碳酸钠,每年就要消耗5~10万吨,加之医药等行业的需求增加,市场缺口较大。    总之,从众多日益开发出的领域来看,过碳酸钠的生产和开发前景广阔。
    总之,从众多日益开发出的领域来看,过碳酸钠的生产和开发前景广阔。

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