硫酸钠-过氧化氢-氯化钠加合物制备新方法

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(1.常州工程职业技术学院，江苏常州 213164；2.牡丹江大学)

硫酸钠-过氧化氢-氯化钠加合物(4Na2SO4·2H2O2·NaCl)是一种新型精细化工产品，可作为过碳酸钠、过硼酸钠等碱性过氧化物的替代品，在洗涤剂、纺织、医药等行业作为洗涤剂助剂、漂白剂、消毒剂得到广泛应用。4Na2SO4·2H2O2·NaCl加合物过氧化氢理论含量为9.79% (质量分数，下同)，根据加合物产品的质量要求，过氧化氢含量大于9.20%为合格产品[1]。笔者以低浓度双氧水为原料，按照4Na2SO4·2H2O2·NaCl结构中硫酸钠与氯化钠化学计量确定质量比例，双氧水较化学计量质量稍过量，合成出过氧化氢质量分数达到9.20%以上的合格产品。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

试剂：双氧水(质量分数为30%，下同)、无水硫酸钠、氯化钠，均为分析纯。仪器：JJ-1A数显电动搅拌器；DHG-9140A型电热风恒温鼓风干燥箱。

1.2 实验方法

原料配比：依据4Na2SO4·2H2O2·NaCl结构式，将硫酸钠与氯化钠按照化学计量确定质量比例、30%双氧水较化学计量质量稍过量。以此原料配比制备4Na2SO4·2H2O2·NaCl加合物目前还未见文献报道。笔者以这样的原料配比进行实验的目的在于，在原料利用率最大化基础上能够制备出过氧化氢质量分数达到9.20%以上的产品。

实验方法：称取一定质量的硫酸钠、氯化钠置于反应器中混合均匀，将一定量30%双氧水缓慢加入反应器中，在搅拌条件下反应，达到指定反应时间后抽滤得到白色粉末，将白色粉末干燥、称其质量，并分析产品中双氧水含量。

1.3 产品分析

产品中双氧水质量分数采用高锰酸钾法滴定[2]。产品稳定性计算：取一定量的4Na2SO4·2H2O2·NaCl产品，置于干燥器内一个月，测定其双氧水质量分数，并计算产品的稳定度[3]。产品稳定度=(放置一个月后双氧水质量分数/放置前双氧水质量分数)×100%。

2 实验结果与讨论

2.1 双氧水用量对产品质量的影响

固定条件：反应温度为15 ℃(当时室温)，反应时间为60 min，硫酸钠加入量为56.8 g，氯化钠加入量为5.85 g，干燥温度为35 ℃，干燥时间为60 min。考察了双氧水用量对产品产量和过氧化氢含量的影响，结果见表1。由表1看出，产品中过氧化氢含量随着双氧水用量的增加而增加，但当过氧化氢用量达到27～30 g时，产品中过氧化氢含量增加幅度不大。考虑到随着双氧水用量的增加，溶液会变稀，产品损失量会增加，所以在保证产品合格的前题下，30%双氧水用量确定为30 g。

表1 双氧水用量对4Na2SO4·2H2O2·NaCl产品的影响

2.2 反应时间对产品质量的影响

固定其他条件同2.1节，考察反应时间对产品产量和过氧化氢含量的影响，结果见表2。由表2看出：反应时间<45 min时，产品中过氧化氢含量较低，这可能是由于反应时间偏短，反应不够充分；反应时间为60 min时，产品中过氧化氢质量分数达到9.47%，已经达到产品质量要求。故确定反应时间为60 min。

表2 反应时间对4Na2SO4·2H2O2·NaCl产品的影响

2.3 反应温度对产品质量的影响

固定其他条件同2.1节，考察反应温度对产品产量和过氧化氢含量的影响，结果见表3。由表3看出，产品产量和过氧化氢含量随着温度的升高而降低。这是由于：温度低有利于产品的结晶，所以低温度下产品产量较高；温度升高，双氧水可能会分解，易使产品中过氧化氢含量降低。由表3可知，在15～30 ℃条件下，产品产量和过氧化氢含量变化不是很大，都能保证产品合格，因此确定反应温度为15～30 ℃。

表3 反应温度对4Na2SO4·2H2O2·NaCl产品的影响

2.4 干燥温度对产品质量的影响

文献报道4Na2SO4·2H2O2·NaCl产品干燥温度为50 ℃，干燥时间为40 min[4]。笔者分别在35 ℃和50 ℃干燥不同的时间，考察了干燥温度对产品过氧化氢含量的影响，结果见表4。由表4看出：干燥温度为50 ℃时，干燥时间由40 min延长到50 min，产品中过氧化氢含量变化较大，由合格品变为不合格品，说明干燥温度为50 ℃时，随着时间的增加过氧化氢发生了分解；干燥温度为35 ℃时，在较宽的干燥时间范围内，过氧化氢含量变化不大。所以，确定干燥温度为35 ℃，干燥时间为60 min。

表4 干燥温度对4Na2SO4·2H2O2·NaCl产品的影响

3 产品表征

3.1 红外光谱分析

图1为产品的红外光谱图。由图1可以看出，H2O2在887 cm-1处出现—O—O—伸缩振动吸收峰，在OH键的伸缩区域在3 192 cm-1处出现—OH吸收峰，与文献[5]报道基本一致，证明产物为目标产物4Na2SO4·2H2O2·NaCl。

图1 产品红外光谱图

3.2 稳定性检测

将室温下放置一个月的3组产品进行过氧化氢质量分数检测，结果见表5。由表5可以看出，将4Na2SO4·2H2O2·NaCl产品于室温下放置一个月，其稳定度都在99.50%以上，说明产品在室温下储存较稳定，不需要添加任何稳定剂。

表5 4Na2SO4·2H2O2·NaCl产品稳定性测定

4 结论

以硫酸钠、氯化钠和双氧水为原料制备4Na2SO4·2H2O2·NaCl加合物产品。较佳条件：硫酸钠加入量56.8 g，氯化钠加入量5.85 g，30%过氧化氢加入量30 g，反应时间60 min，反应温度15～30 ℃，干燥温度35 ℃，干燥时间60 min。此条件下制得产品的过氧化氢质量分数大于9.20%，但难以达到优质产品(9.70%以上)要求。将产品于室温放置一个月，其稳定度达99.50%以上。

[1] 邱自力,张向前,王鸿显.不同合成条件对硫酸钠-过氧化氢-氯化钠加合物产品产量和质量的影响[J].沈阳农业大学学报,2008，39(2):254-256.

[2] 武汉大学.分析化学实验[M].2版.北京:高等教育出版社,1985:302-304.

[3] 王鸿显,赵红坤,李娟,等.硫酸钠-过氧化氢-氯化钠加合物合成研究[J].海湖盐与化工,2004,33(1):12-14.

[4] 李本斌,赵红坤,李娟,等.硫酸钠-过氧化氢-氯化钠加合物湿样品的含水量及其干燥条件研究[J].浙江化工,2003,34(9):17-18.

[5] 田洁,张桂珍,张媛,等.硫酸钠-双氧水-氯化钠加合物制备工艺条件优化及表征[J].天津化工,2008,22(6):16-18.