第14卷 第2期20036化 学 研 究CHE MIC A L RESE ARCH
V ol. 14 N o. 2Jun. 2003
过氧化钙的合成新工艺
丁先锋, 段海宝, 吴艳
(江南大学化工学院, 江苏无锡214036)
摘 要:摘要:以氧化钙和双氧水为原料, 通过添加稳定剂, 实现了过氧化钙的常温合成. 研究了反应时间、稳定剂的用量、原料配比等因素对过氧化钙的合成、纯度和产率的影响. 确定了最佳工艺条件. 关键词:过氧化钙; 合成; 新工艺中图分类号:O614.23
文献标识码:A
-() 02-0042-02
C alcium Peroxide
DI NG X ian 2feng , DUAN Hai 2bao ,W U Y an
(College o f chemical Engineering , Southern Yangtze Univer sity , Wuxi 214036, Jiangsu , China )
Abstract :Calcium peroxide was synthesized at nomal tem perature with CaO and H 2O 2under the presence of stabilizer . The in fluence of reaction time ,reaction tem perature and the am ount of stabilizer on purity and yield of the product was studied. The optimum synthesis conditions were determined. K eyw ords :calcium peroxide ;synthesis ;new method
过氧化钙是一种重要的无机过氧化物, 欧洲、日本等国在六十年代末就对其进行了工业化的研究, 开发
出了许多工业、农业方面的用途, 例如农作物种植、土壤处理、果蔬保鲜、水产养殖、环境保护、食品加工等. 国内, 从八十年代中期才开始对过氧化钙的生产及应用进行研究[1-3]. 目前国内过氧化钙主要有三种生产方法:(1) 氧化钙法[4]; (2) 氢氧化钙法[5-8]; (3) 钙盐法[9]. 以Ca (OH ) 2和CaO 为原料, 反应体系为固-液两相, 反应的唯一副产物为水, 不需洗涤, 可以直接过滤得产品, 但是产品的纯度低, 如果用作食品添加剂就无法加入其他的稀释剂来增加产品的流散性能; 而以CaCl 2为原料为液-液反应, 反应能进行完全彻底, 但反应的副产物HCl 会使产物发生分解, 影响CaO 2的产率和纯度; 采用CaO 为原料在反应体系中由于铵盐的存在会使产品存在氨的气味很难用作食品添加剂, 而且铵盐的存在会使CaO 2分解[10]而造成有效成分含量的降低. 作者采用氧化钙为原料直接与双氧水反应合成过氧化钙, 反应体系为固-液相; 在反应体系中加入稳定剂, 可以使反应在常温下进行, 并且反应中没有铵盐的加入; 新工艺具有反应原料少, 产品纯度高, 没有外加杂质的引入和三废排放, 是一种清洁的环保生产工艺.
1 实验部分
1. 1 过氧化钙的合成
在三口瓶里将50%(ω) 的双氧水和一定量的稳定剂混合均匀, 在室温25℃下, 缓慢加入氧化钙粉末, 并强力搅拌调浆反应. 待氧化钙加完后再反应一段时间, 抽滤, 在烘箱中于150℃干燥, 得到过氧化钙产品. 1. 2 产品的分析[11]
精确称取0. 1g 左右的试样, 放置在250m L 碘量瓶中, 加入30%的氢氧化钠溶液15m L 和100m L 水, 加
收稿日期:2002-11-25.
作者简介:丁先锋(1968-) , 女, 讲师, 主要从事化学分析.
第2期丁先锋等:过氧化钙的合成新工艺 43
入20%的碘化钾25m L 和25m L 盐酸. 摇荡使试样溶解, 塞上瓶塞静止数分钟, 然后用已准确标定的硫代硫
酸钠标准液滴定. 当溶液黄色快褪去时加入淀粉指示剂, 继续滴定至兰色消褪. 按下式计算过氧化钙的含量:
x =72. 08×100%
2×1000×m
式中72. 08为过氧化钙的摩尔质量(g/m oL ) , C
表1 正交试验的因素和水平为Na 2S 2O 3的摩尔浓度(m oL/L ) , V 为滴定用Na 2S 2O 3
溶液的体积(m L ) , m 为过氧化钙样品质量(g ) 因素
2 结果与讨论
固定氧化钙的用量(56g ) , 改变稳定剂的用量、过氧化氢与氧化钙摩尔比和反应时间, 选用正交表16(34) 研究其对产率和产品含量的影响见表1～3.
从表3可知, 水平
A B
n (CaO ) ∶n (H 2O 2)
C
稳定剂/%
13
123
反应时间/min
203040
1. 2:11:1.2
表2 正交试验的结果
编号
A 12345678
11122233
B 12312312
C 12323131
次因素为:, . 较佳的试验条件是:1%, 原料的摩尔配比(氧化钙:双氧水) 为1∶1. 2, 反应时间20min. 但是考虑到双氧水的价格较贵, 为了减少双氧水的用量以提高其利用效率, 降低成本, 采用原料的摩尔配比为1∶1, 稳定剂用量1%, 反应时间20min , 进行验证实验, 结果表明过氧化钙的收率为67. 5%, 过氧化钙的含量为80. 45%.
因素实验结果
CaO 2的产率%CaO 2的含量%
58. 668. 464. 752. 453. 858. 546. 442. 3
80. 7281. 4582. 6779. 6680. 1281. 1374. 4576. 38
3 结论
通过加入适当稳定剂, 探索了一条生产过氧化钙
的新工艺———常温水相法. 该法与传统的低温合成
933248. 179. 26
相比, 能耗大大降低, 从而降低了产品成本; 同时该法设备简单、便于操作; 这些优点为过氧化钙的工业化生产及应用创造了条件. 实验证明, 最佳反应条件为n (CaO ) ∶n (H 2O 2) =11∶, 稳定剂的用量为双氧水质量的1%, 反应时间20min.
表3 实验结果的分析
CaO 2的产率
A
B 157. 4164. 5171. 352. 554. 857. 14. 6
C 159. 4168. 9164. 953. 156. 355. 03. 2
A 244. 84240. 91230. 0981. 6180. 3076. 704. 91
CaO 2的含量
B 234. 83237. 95243. 0678. 2879. 3281. 022. 74
237. 2479. 4181. 1079. 082. 02C 238. 23
∑K 1∑K 2∑K 3
K 1 K 2 K 3 R
191. 7164. 7136. 863. 954. 945. 618. 3
(下转第49页)
第2期崔元臣等:N,N -双(二硫代羧基) 二乙烯三胺乙基聚合物的合成及其吸附性能 49
图3 C o 2+、Ni 2+和Zn 2+的吸附动力学曲线图4o 2+2+和+pH 值关系
参考文献:
[1]崔元臣, 陈权. 1,4-([J].应用化学,2002,19(10) :968-971. [2]陈义镛, 顾振嵋. [J].高分子通讯,1982(6) :443-450. [3]D ong S H , T ang W X. Synthesis and ads orption properties of chelating resins bearing dithiocarbamate groups [J].Acta Poly Sinica , 1990
(1) :13-17.
[4]徐羽梧, 陈正国. 螯合树脂研究Ⅲ:以聚醚为主链的氨基二硫代甲酸型螯合树脂的合成及其吸附性能研究[J].离子交换
与吸附,1987,3(1) :9-14.
[5]朱思成, 刘庆俭, 王大庆, 等. N ,N -双-二硫代氨基甲酸盐类化合物的合成研究[J].山东师大学报,1998,13(1) :114-115.
) 模板-缩二乙二醇双缩水甘油醚交联壳聚糖的合成及吸附特性[J].环境化学,1996, [6]曲荣君, 徐依斌, 王春华, 等. 镍(Ⅱ
15(3) :214-219.
[7]刘峥. 壳聚糖缩合呋喃甲醛螯合树脂的合成及性能研究[J].化学研究,2000,11(4) :36-38.
[8]李润涛, 葛泽梅, 程铁明. 氨基二硫代甲酸酯类化合物合成新方法[J].高等学校化学学报,1999,20(12) :1897-1902. [9]中西香尔,P. H. 索罗曼. 王绪明译. 红外光谱分析100例[M].北京:科学出版社,1984,41.
(上接第43页)
参考文献:
[1]游贤德. 国内无机过氢化物生产及应用进展[J].无机盐工业, 2001,33(4) :19-22.
[2]张新民, 林忠禄, 庄燕. 过氧化钙的应用及其发展前景[J].无机盐工业,1996,26(4) :21-23. [3]邓育民. 过氧化钙的应用[J].广东化工,2000, (6) :44-46.
[4]钟国清. 饲料级过氧化钙的制备与应用研究[J].兽药与饲料添加剂,2000,5(4) :5-6. [5]田从学. 过氧化钙(CaO 2) 的实验室制备研究[J].攀枝花大学学报,2001,18(1) :76-78. [6]汪群慧, 徐学文. 制备过氧化钙的新方法及其应用[J].化工进展,1989,5:44-47.
) [J].河北大学学报(自然科学版) ,2000,20(2) :140[7]翟永青, 马广成, 丁士文等. 常温水相法合成过氧化钙新工艺的研究(Ⅱ
-143.
[8]翟永青, 丁士文, 马广成, 等. 常温水相法合成过氧化钙新工艺的研究[J].无机盐工业, 2000, 32(20) :18-22. [9]朱金伟. 过氧化钙的生产和应用[J].陕西化工,1999,28(4) :6-7.
[10]诸平, 王平. 过氧化钙在不同介质中的溶解性研究[J].宝鸡文理学院学报(自然科学版) ,1995(3) :38-41. [11]吴莉莉, 赵青, 李群芳. 过氢化钙的碘量分析法[J].西南民族学院学报(自然科学版) , 2000,26(1) :105-107.