徐景峰

（常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 常州 213164）

硫酸鈉-雙氧水-氯化鈉加合物 （4Na2SO4·2H2O2·NaCl）是一種新型精細(xì)化工產(chǎn)品，可作為過(guò)碳酸鈉、過(guò)硼酸鈉等堿性過(guò)氧化物的替代品，在洗滌劑、紡織、醫(yī)藥等行業(yè)作為洗滌劑助劑、漂白劑、消毒劑得到廣泛應(yīng)用。4Na2SO4·2H2O2·NaCl加合物過(guò)氧化氫理論含量為9.79% （質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），根據(jù)加合物產(chǎn)品的質(zhì)量要求，雙氧水含量大于9.20%為合格產(chǎn)品[1]。筆者比較了分析純和工業(yè)品原料、不同的合成工藝等對(duì)加合物的質(zhì)量影響，最終合成出過(guò)氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到9.20%以上的合格產(chǎn)品。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1 試劑與儀器

試劑：雙氧水（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，下同，分析純）、無(wú)水硫酸鈉（分析純、工業(yè)品）、氯化鈉（分析純、工業(yè)品）。儀器：JJ-1A數(shù)顯電動(dòng)攪拌器；DHG-9140A型電熱風(fēng)恒溫鼓風(fēng)干燥箱。

1．2 實(shí)驗(yàn)方法

合成方法1：稱取32 g硫酸鈉，8 g氯化鈉放置于三口燒瓶中，再加入25 mL 30%雙氧水[2]。攪拌反應(yīng)，前30 min快速攪拌，然后慢速攪拌。達(dá)到指定的反應(yīng)時(shí)間后，靜置一段時(shí)間后過(guò)濾。將白色粉末置于干燥箱中干燥，分析產(chǎn)品中雙氧水含量。

合成方法 2：依據(jù) 4Na2SO4·2H2O2·NaCl結(jié)構(gòu)式，按照化學(xué)計(jì)量質(zhì)量稱取硫酸鈉、氯化鈉置于研缽中混合均勻，30%雙氧水較化學(xué)計(jì)量質(zhì)量稍過(guò)量滴加到研缽中，在研磨條件下反應(yīng)，達(dá)到指定反應(yīng)時(shí)間后放置一定時(shí)間，將白色粉末置于干燥箱中干燥，分析產(chǎn)品中雙氧水含量。

1．3 產(chǎn)品分析

產(chǎn)品中雙氧水含量采用高錳酸鉀法滴定[3]。產(chǎn)品穩(wěn)定性計(jì)算：取一定量的產(chǎn)品，置于干燥器內(nèi)放置一定時(shí)間，測(cè)定其雙氧水質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并計(jì)算產(chǎn)品的穩(wěn)定度[4]。產(chǎn)品穩(wěn)定度=（放置一定時(shí)間后雙氧水質(zhì)量分?jǐn)?shù)/放置前雙氧水質(zhì)量分?jǐn)?shù)）×100%。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 合成工藝對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

按照1.2中的兩種實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，考察合成工藝對(duì)產(chǎn)品中過(guò)氧化氫含量的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖1看出，按照合成方法2，隨機(jī)的四次實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)品中雙氧水含量均大于9.5%，有些產(chǎn)品為優(yōu)級(jí)產(chǎn)品（9.7%）。合成方法2獲得的產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)于合成方法1，而且不需要過(guò)濾環(huán)節(jié)，沒(méi)有廢液產(chǎn)生，節(jié)約原料，無(wú)環(huán)境污染。按照合成方法1，這種方法為文獻(xiàn)中大量報(bào)道的傳統(tǒng)方法，隨機(jī)的四次實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)品中雙氧水含量在9.4%～9.5%之間。且用這種方法制備的產(chǎn)品，雙氧水的利用率低，一部分雙氧水不能夠循環(huán)使用。

圖1 合成工藝對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

2.2 原料對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

4Na2SO4·2H2O2·NaCl產(chǎn)品涉及到三種原料，特別是硫酸鈉和氯化鈉兩種無(wú)機(jī)鹽，原料純度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響，文獻(xiàn)中鮮見(jiàn)報(bào)道，所以，本文采用分析純和工業(yè)品的無(wú)機(jī)鹽原料，分別用兩種合成方法，考察了原料對(duì)合成產(chǎn)品的質(zhì)量影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1，從結(jié)果看出，工業(yè)品原料與分析純?cè)虾铣傻漠a(chǎn)品質(zhì)量相差不大，都可以獲得合格產(chǎn)品。所以，工業(yè)品原料可以滿足合成要求。

表1 原料對(duì)合成產(chǎn)品質(zhì)量的影響

2．3 干燥溫度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

文獻(xiàn)報(bào)道 4Na2SO4·2H2O2·NaCl產(chǎn)品干燥溫度為50℃，干燥時(shí)間為40 min[5]。筆者分別在30℃～60℃溫度下干燥120 min，考察了干燥溫度對(duì)產(chǎn)品中雙氧水含量的影響，結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2看出：為確保產(chǎn)品中表面吸附的雙氧水揮發(fā)干凈，設(shè)定干燥時(shí)間為120 min，干燥溫度大于40℃時(shí)，產(chǎn)品中雙氧水含量降低，由9.45%降為9.30%。說(shuō)明干燥時(shí)間為120 min，干燥溫度在30℃～40℃內(nèi)，產(chǎn)品中雙氧水含量是穩(wěn)定的。

圖2 干燥溫度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

3 產(chǎn)品表征

3.1 紅外光譜分析

圖3 混合原料和合成產(chǎn)品的紅外光譜圖

將產(chǎn)品的紅外譜圖與硫酸鈉和氯化鈉混合物的紅外譜圖比較可以看出：H2O2在889 cm-1處出現(xiàn)-O-O-的伸縮振動(dòng)吸收峰，在OH鍵的伸縮區(qū)域在3182 cm-1處出現(xiàn)-OH吸收峰，與文獻(xiàn)[4]報(bào)道基本一致，證明產(chǎn)物為目標(biāo)產(chǎn)物4Na2SO4·2H2O2·NaCl。

3.2 穩(wěn)定性檢測(cè)

為了研究本實(shí)驗(yàn)中制備出的4Na2SO4·2H2O2·NaCl產(chǎn)品的穩(wěn)定性，一份樣品加入少量乙二胺四乙酸二鈉作為穩(wěn)定劑，一份不加穩(wěn)定劑。在室溫下放置1周、2周、3周，再進(jìn)行雙氧水含量檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表 2、表 3。從表 2、表 3 可以看出，4Na2SO4·2H2O2·NaCl產(chǎn)品放置三周時(shí)間的穩(wěn)定度均可達(dá)到98%以上。產(chǎn)品中加入少量乙二胺四乙酸二鈉穩(wěn)定劑，穩(wěn)定度在99.5%以上，表明乙二胺四乙酸二鈉可以提高樣品的穩(wěn)定性。

表2 加入乙二胺四乙酸二鈉作為穩(wěn)定劑的產(chǎn)品穩(wěn)定性

表3 不加穩(wěn)定劑的產(chǎn)品穩(wěn)定性

4 結(jié)論

以硫酸鈉、氯化鈉和雙氧水為原料制備4Na2SO4·2H2O2·NaCl加合物產(chǎn)品。 工業(yè)品原料與分析純?cè)虾铣傻漠a(chǎn)品質(zhì)量相差不大。依據(jù)加合物分子式按照化學(xué)計(jì)量質(zhì)量稱取原料置于研缽中研磨反應(yīng)，較通常的雙氧水中的溶液反應(yīng)，制備的產(chǎn)品中雙氧水含量高，含量達(dá)到9.5%～9.7%，且不需要過(guò)濾，無(wú)廢液產(chǎn)生，故研磨工藝方法更有優(yōu)勢(shì)。產(chǎn)品干燥溫度控制在30℃～40℃，此條件下產(chǎn)品中雙氧水含量不會(huì)損失。將產(chǎn)品于室溫下放置3周，其穩(wěn)定度達(dá)98.5%以上。加入少量的乙二胺四乙酸二鈉作為穩(wěn)定劑，其穩(wěn)定度可達(dá)99.5%以上。