次氯酸钠稳定剂 次氯酸钠溶液的分解特性及新型稳定剂的研究Word下载.docx

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C下有效期从3天增加到154天,半衰期从18天增加到1011天。

在次氯酸钠溶液中加入一定配比的氯化钠和氮化硼(29・L~:

5mg・L’1)混合物,可使次氯酸钠溶液在250C下有效期增加到198天,半衰期增加到1302天。

采用氯化钠和氮化硼混合物作稳定剂,可大大提高次氯酸钠溶液的稳定性,延长溶液的保存时间,且二者的混合加入优于单独加入。

由于次氯酸钠溶液呈强碱性,一般物质在其中的溶解度很小,而氯化钠和氮化硼混合物与次氯酸钠溶液混合能形成均匀的溶液,该方法操作简单、成本低廉,具有一定的应用价值。

氯化钠和氮化硼混合物对次氯酸钠溶液稳定性的影响机理:

一方面是氯化钠的存在促使次氯酸钠的分解向反方向进行,另一方面氮化硼对次氯酸钠溶液则起到稳定剂的作用。

关键词:

次氯酸钠;

稳定性;

氯化钠;

氮化硼ABSTRACTTheresearchofthedecomposedcharacteristicofsodiumhypochloriteshowsthatit’SthemacroscopicallyresultbywhichaseriesofreactioncausedbyNaCl0=NaCI+[O】solution.Thetheonmainlycausesthedecomposeofthesodiumfirsthypochloriteordermacroscopicallydecomposereactionispseudoreaction.Duringmulti—componentdecomposereaction,theadvantagereactionwillbechangedbasingthedifferentconditionsofthereactions,whichshowsthevarietyofthemacroscopicallyreactionrateoftheconcentration.constantKandapparentactivationenergyEaunderdifferentTheresearchfortheeffectofthestabilityfactorscausedbysodiumhypochloritesolutionshowsthatPHvalHehasbiggeraffectforthestabilityofavailablechlorineofsodiumhypochlorite,andthemostsuitablepHvalueis7---.7.5.TheexistingforCa2+、M92+hasnobiggereffectforthestabilityofthesodiumhypochloritesolution.Fej+andthedecomposeprocedure.Fe”CanaccelerateTheresearchofthenewstylesodiumhypochloritestabilizershowsthatthevalidcontentofchlorineCanstillkeeptheinitial’S91.73%afteradding0.6%Sodiumchlorideaintothesodiumhypochloritesolution,thenkeeping4hoursunder55。

Cinopenedcontainer,ifputtingincallasealedcontainerby19hours,thevalidcontentofchlorineinreachinitial’S83.95%.Ifaddingboronnitride(5mg‘L1)intosodiumandhalflifeCanhypochloritetol54solution。

thevalidperiodforthesolutionofsodiumhypochloritedaysfromtheoriginal3daysunder25"C,theoriginal18days.IfaddingaCanincreaseincreaseto1011daysfromcertainmixturecomposedbysodiumchlorideandboronnitride(29・L~:

5mg・L。

1),itCanincreasethevalidityperiodofsodiumhypochloritesolutionto198days,halflifeto1302days.Usingthemixturecomposedbysodiumchloridewhichcanandboronnitrideasstabilizeimprovethestabilityofthesodiumhypochloritesolutionandextendthestoragetimeofthesolution.Also,themixtureeffectofthetwotypesisbetterthanonlyaddingoneofthem.Duetothealkalicharacteristicofthesolutionofsodiumcanhypochlorite,thenormalchloridesubstancesoluteliale,butthemixturesolutionofsodiumwell・proportionedsolution.ThemethodisandsodiumhypochloriteCanformmechanismforoneeasy,simple,lowcostwhichhasacertainpromotionvalue.Theinfluencethestabilityofmixturecomposedbysodiumchlorideandboronnitride:

onhand,theexistingofsodiumchloridecausedthedecomposeofsodiumhypochloritetothereversedirectionstabilizestheandontheotherhand,boronnitridesodiumhypochloritesolution.Keywords:

Sodiumhypochlorite;

Stability;

Sodiumchloride;

Boronnitride独仓IJ件声明独创性声明秉承学校严谨的学风与优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,不包含本人或其他用途使用过的成果。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明,并表示了谢意。

本学位论文成果是本人在广东工业大学读书期间在导师的指导下取得的,论文成果归广东工业大学所有。

申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任,特此声明。

论文作者签字:

指导教师签字:

年月日45第,一章绪论弟一早珀T匕第一章绪论1.1次氯酸钠的发现及发展概况1789年法国有人首次用氯气溶于水与从苏打灰中制得的苛性钠混合,生成次氯酸钠,用于纺织品的漂白,而且逐步取代了沿用的织物暴晒法成为早期化学工业的基础。

两个世纪以来,逐步发展成拥有漂粉、漂液、漂粉精、次氯酸钠、次氯酸锂等一大类次氯酸盐产品,并且在消毒、杀菌、除臭、纸浆漂白、有机产品、中间体等方面扩展了用途。

1975年用于次氯酸盐上的耗氯量美国是64万吨,日本是15力.吨,耗氯比率均在7%,年增长率达7.4%;

当时我国耗氯量是5万吨,耗氯比率3.8%。

从产量上来看,一般趋势是漂粉逐渐淘汰,漂液处于稳定,而唯次氯酸钠和漂粉精增长很快。

特别是近年来在化学工业、家用、上下水处理等方面的应用,使次氯酸钠这一古老的产品处于发展之中。

表卜l是我国1976年和日本1959年、1969年、1979年内次氯酸赫各种产量和百分比例对照表。

表1.1次氯酸盐各种产量和百分比例Tab.1・1Productionquantityandproportionofhypochlorite中国品种1976年千吨次氯酸钠漂粉漂液76.3140.5106.15.0327.9%23.342.832.41.5100.O日本1959笠千吨31.310.5341.76.5390.0%8.02.787.61.7100.01969笠干吨395.31.5416.820.7843.3%47.40.249.92.5100.01979年千吨887.0%81.1174.332.41093.715.93.O100.0漂粉精总计可以看出:

同本1959---.1969十年问,次氯酸钠产量增加了11.6倍,计36力.吨,平均年增长率30%;

后十年间增加了1.3倍,计49万吨,平均年增长率8.5%。

在次氯酸盐中,产量比例也从8%上升到81%,占了主要地位;

而漂粉每况愈下,产量从l万吨锐减至l千多吨,直至停产;

漂粉精在二十年问增长了4倍,计2.6广东T业人学顺f:

论文力.吨,平均年增长率也在8.5%。

从表中也可以看出:

我国目前的生产水平仅相当于日本60年代初,而且漂粉比例甚高。

再看一看我国与日本产品用于不同方面的数量和百分比例(表卜2)。

表1.2中国与日本产品用于不同方面的数量和百分比例Tab.1-2QuantityandproportionuesedindifferentwaysbetweenChinaandJapan1979,l~10月用途千吨重工业、玻璃工业化学工业织物造纸食品上下水处理总计1.O36.52.8100.O14.820.740.556.7%日本1979年千吨13.4324.3313.220.6215.5887.0%1.536.635.32.324.3100.0我国目前还没有用在重工业、玻璃工业、食品工业等方面,上下水处理上用量甚微,其他方面绝对用量也不多。

随着工业的发展和人民生活水平的提高,对这个产品提出越来越高的数量、质量、品种要求是预料之中的。

1.2次氯酸钠的特性及其应用1.2.1次氯酸钠的特性1.2.1.1化学性质次氯酸钠又称漂白液(水),分子式为NaCIO,相对分子质量为74.442。

工业制备的次氯酸钠有效氯10,--,20%,电解食盐水产生的次氯酸钠有效氯在l~5%左右。

在水溶液中不太稳定,受温度、PH等多种因素的影响,因此通常在低温、碱性溶液中保存。

它生产工艺简单、价格低廉,在水中以HCIO和CIO一两种形态存在,而且HCl0极不稳定,容易分解出氧气,所以次氯酸钠是一种高效氧化剂和含氯消2第・章绪论毒剂‘4|。

由于次氯酸钠溶液的氧化能力强、作用快、效果好,且对环境无任何污染,因此次氯酸钠广泛应用于造纸、纺织等许多方面嘲。

1.2.1.2物理性质纯品为白色或灰绿色结晶,工业产品为淡黄色或乳状液,pH10"--12,有氯臭,无残渣,易溶于水,为强氧化剂,有较强的漂白作用,对金属器械有腐蚀作用。

1.2.1.3次氯酸钠的分解特性(1)次氯酸钠见光分解(特别是紫外线)2NaCl0专2NaCl+02NaCl0+02—>NaCl03若在日光下晒20小时左右,则90%的有效氯被分解。

(2)热分解2NaCl0—2NaCl+02NaCl0+02寸NaCl03NaCl0一NaCl+【O]即便是常温下也不稳定,贮存时分解放出氧气。

(3)酸分解反应NaClO+HCl—争NaCl+HClO2HCIO一2HCl+02HCl0-I-HCl专H20+C12当pH值小于等于7时分解反应剧烈进行。

(4)重金属催化分解2MO+NaCl0一M203-I'-NaClM203+NaCIO—》2MO+NaCl+02(M表示重金属)此反应在Fe、Ni、Co、Mn等存在下加速进行。

广东丁业人学坝Ij论丈1.2.2次氯酸钠的应用次氯酸钠溶液是一种优良的漂白剂和杀菌剂,18世纪由欧洲人研制成功,它具有杀菌广谱、作用快、效果好的优点,而且生产工艺简单、价格低廉,作为漂白剂被广泛用于造纸、纺织工业,在医疗卫生领域作为饮水和污水的消毒剂,在某些石油精制生产中作精制剂等,溶液中有效氯含量通常在10%左右。

由于次氯酸钠溶液极不稳定、易分解,造成有效氯含量降低很快、使用功能下降,从而妨碍了它的广泛使用性。

影响次氯酸钠稳定性的因素很多,如生产过程中的氯化反应速度、溶液中游离碱含量的多少、贮存产品用的包装容器的材质等,所以,很久以来便有人在这几方面对其进行过研究,以期达到延长贮存时间,广泛发挥其功能的目的∞1。

1、次氯酸钠在造纸、纺织的漂白应用通过测定次氯酸钠漂白过程中的pH值、温度对白度的影响,研究亚麻织物用次氯酸钠漂白的影响因素及规律性,探讨亚麻织物与棉织物次氯酸钠漂白机理的异同。

以六偏磷酸钠为品质改良剂,从料水比、时间、温度、pH值四方面考察了用次氯酸钠对葛根淀粉漂白效果的影响。

实验提出了用氧化剂次氯酸钠与少量多偏磷酸钠混合氧化漂白甘薯淀粉的新方法,并从淀粉的化学结构和反应机理方面作了初步的探讨…。

2、次氯酸钠在处理工农业等方面的应用若通入臭氧、双氧水、次氯酸钠或漂白粉等,均可有效氧化As(III),使砷去除率近似于As(V)的去除率。

且次氯酸钠氧化时,其氧化效果不受水质pH值、硬度、As(III)初浓度、As(III)/As(V)的配比等的影响,而且投药量少,效果明显。

并利用次氯酸钠氧化法处理含硫恶臭的污水,取得了良好的效果。

同时能脱除盐水中的钱(胺)类化合物,以减少氯碱生产后工序中的NaCl0。

应用次氯酸钠和碱性氯化法对含氰废水的进行处理,认为次氯酸钠法设备简单,操作安全方便,成本低,效益好旧。

而碱式氯化法处理金矿含氰废水,易释放氰化物和总氰化物都很难达到排放标准,且废水处理后剩余氰化物浓度与漂白粉用量或次氯酸钠用量呈4第一章绪论对数曲线关系。

废水pH值、FeS04和NaCIO的投加量对B一萘酚模拟废水的降解效果有很大影响,光照可以促进B一萘酚的降解。

混凝剂为lOg/L,pH=9--一10,次氯酸钠为50mol/L,最佳pH=2---3,最终对哇禾灵含酚废水(高浓度含酚有机废水)中色度、CODcr、对苯二酚的去除率分别为99%、98%、99%。

经过混凝预处理后,废水的COD去除率有所提高,证明了含高浓度次氯酸钠的水产品加工废水的可生化性Ⅲ。

次氯酸钠比双氧水更易使亚甲基蓝水溶液降解,而且次氯酸钠浓度越大,pH值越小,降解亚甲基蓝水溶液的效果越好。

在光照条件下,亚甲基蓝水溶液的降解率高。

采用次氯酸钠在紫外光的照射下处理分散蓝2BLN废水,探讨了影响水溶液中分散蓝2BLN染料的光催化降解的各种影响因素。

在生物法处理的基础上,加入次氯酸钠后,垃圾渗滤液的COD达到国家污水排放二级标准。

而高锰酸钾对有机物的去除效果相对较低¨

”1。

另外,高锰酸钾和次氯酸钠氧化剂深度处理低浓度难降解垃圾渗滤液产生的污泥量均很小。

3、次氯酸钠在杀菌、消毒等方面的应用次氯酸钠是最常用的一种含氯消毒剂。

实验研究和临床应用均证明次氯酸钠溶液的杀菌活性强,作用快,效果好,且对环境无任何污染,排放后余氯对污水又可进一步的消毒,对病毒、细菌、真菌和芽抱均有较强的杀灭能力,且对人类MNO、肝炎毒素及其他病毒亦有较强的灭活作用,因此应用非常广泛n1J。

(1)在杀菌方面的应用当次氯酸钠含400mg/L有效氯时,若作用lOmin,对偶发分支杆菌的杀灭率可达99.99%。

次氯酸钠消毒剂可用于杀灭溶血性链球菌;

溶血性链球菌对消毒剂的抗力低于大肠杆菌。

以含有效氯lOOmg/L次氯酸钠消毒剂溶液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌作用5min,含有效氯2000mg/L该消毒液对枯草杆菌黑色变种芽抱作用20min,杀灭率均为100%。

pH值对其杀菌效果有一定影响。

含生物碱和甙的TG901A消毒液杀灭细菌效果较差,而碘伏、优氯净及金星消毒液(含有效氯3600mg/L)作用1分钟,可杀灭金黄色葡萄球菌等的效果非常好u引。

L型菌普遍存在于物体表面、广东丁业人学颀fj论文空气及消毒液中,碘伏棉球中未见L型菌,酒精棉球中60%为有菌生长;

次氯酸钠浓度<5:

10000,作用时间<30min时,易诱导出L型菌,次氯酸钠浓度75:

10000时,未诱导出L型菌;

采用紫外线照射60min时,可诱导出L型菌。

说明增加L型菌培养,可明显增加细菌检出率。

次氯酸钠溶液和二氧化氯消毒液对悬液内枯草杆菌、黑色变种芽饱的杀灭率都能达到100%,但两种消毒剂的杀菌效果受作用温度和有机物及pH值影响明显。

有效氯含量为500mg/L作用5min,可将纯化HBsAg抗原性破坏¨

副。

而以含有效碘5000mg/L的碘溶液作用至40min,却不能破坏HBsAg抗原性。

若用次氯酸钠消毒液可完全杀灭鸡传染性法式囊病病毒IBDV。

以次氯酸钠溶液清洗消毒后,再用2%甲醛溶液灭HBV-DNA菌的效果较好¨

制。

(2)在消毒方面的应用根据黄曲霉毒素及其产毒菌株的特点,发现次氯酸钠是一种有效的黄曲霉毒素脱毒剂,且不同处理条件之间的脱毒效果差异不显著。

碳酸氢钠对青霉酸脱毒效果最好,次氯酸钠和氢氧化钠次之,而氯化钠对青霉酸的去毒效果不佳¨

…。

若分别以热力、紫外线、次氯酸钠和碘对脊髓灰质炎病毒I型作用后,检测其感染性、抗原性与核酸。

经热力和碘作用后,病毒感染性消失与抗原性较一致,而核酸破坏明显滞后,经紫外线、次氯酸钠作用后,病毒感染性消失与核酸破坏较一致,而抗原性破坏不明显。

而通过选择次氯酸钠和过氧乙酸分别进行灭脊髓灰质炎病毒的试验,MTT法测定结果与CPE法观察结果基本一致。

在预备实验中,附T法测定中和剂、消毒剂及中和产物对细胞存活性的影响准确可靠;

正式试验时,以CPE法观察细胞病理变化更简便易行。

当用含有效氯1000mg/L稀释液作用3分钟,可将HB—DNA灭活。

该消毒剂稀释液在使用条件下不会产生急性中毒反应,对胃镜无明显损害。

且用次氯酸钠消毒剂对脊髓灰质炎病毒平均灭活对数值高u“。

4、次氯酸钠在处理医院废水方面的应用采用次氯酸钠处理医院污水,其工艺流程简单、工程投资规模小,综合运行成本低,消毒效果好。

分别采用次氯酸钠法和液氯法两种方法两家医院的废水处理过程进行了研究,废水处理后细菌总数和余氯量能达到国家规定的排放标准m3。

第一章绪论1.3次氯酸钠各种生产方法比较次氯酸钠各种生产方法、简况及比较见表卜3。

表1-3次氯酸钠生产方法比较Tab.1-3Comparisionofproducingmethodsofsodiumhypochlorite序号原料反应方科式简况向苛性钠溶液中通氯。

生产装比较经济合理、可制备各种有效氯含量的溶液,是人批量生产的主要方法。

比上法需要2倍的钠,原苛性钠,液12NaOH+C12-*NaCIO+NaCI+H20置分间歇和连续两人类,设备有槽式、塔式、管道反应器等。

有用人一【:

控制也有自动控制把氯气通入碳酸钠溶液中、因氯或氯气碳酸钠、液2Na2C03+C12+H20---}Na料费用高,但反应热低,碳酸钠溶解度低、所以成品有效氯仅在4%。

8.5~9之间把3%氯化钠溶液在无隔膜电槽装置简单、使用方便、内,阳极用钛作基极,表面覆原料不成问题、适合边不需要冷却装置,pH在氯或气氯C10+NaCl+NaHC032NaCI+H20—}NaOH+铂族金属和合金及其氧化物的远地区。

直接用在上下混合物,阴极用铬网、钛等。

水的消毒上,有效氯的电流效率60~80%,电压3.7~含量在0.8~1.3%,产量3.9V,电流密度10安培/平方分米,电解直流电耗3.5~4.8千在l~2.5立方米/天,成氧化钠溶3C12+H2液和海水电解2NaOH+C12-÷

NaCIO+NaCI+H20本略高一些瓦时/公斤氯漂白粉或纯碱溶液,4Ca(C10)2+NaEC03--}2NaCl0+CaC03贮槽内进行复分解反应,控制温度不超过35℃,生成有效氯1%的次氯酸钠溶液,碳酸钠或者硫酸钠同时也与氯化钙反应生产量少,仅应用丁洗农房漂白液与硫酸钠溶液次氯酸钙Ca(CIO)2+Na2S04-*2NaCIO+CaS04使含5%有效氯的次氯酸钙溶液5与氧化钠溶液通过离子交换树脂,然后用水及15%的食盐溶液再生7广东丁业人学硕I:

论文1.4次氯酸钠规格种类国内现仅有含有效氯10%的商品和0.1%的自用两种规格,而国外有15%、12.5%、5%、2.5%、1%六个规格,还有固体次氯酸钠和从次氯酸钠制造的次氯酸锂等,根据需要和可能,可分为以下几个规格:

1.4.1民用次氯酸钠:

含有效氯5%由于家用消毒和洗衣房漂白的需要,这个规格的产量正在日益增加,在美国每天使用量在150吨有效氯,随着我国人民生活水平的提高,每百万人口一天用1吨有效氯的话,上海民用市场逐步可达100吨/天,但需设立小型乙烯或棕色玻璃瓶的灌装设施。

1.4.2织物漂白用次氯酸钠:

含有效氯10%当用苛性钠制的次氯酸钠达到终点时,加入与游离碱相当量的碳酸钠或通入二氧化碳,继续通氯至苛性钠反应完毕为终点,此时游离碱以碳酸钠和碳酸氢钠的形式存在,这个缓冲碱度可防止因局部过氯化而引起的分解。

由于溶液pH低,减少了对纤维的损伤,特别适用于织物的漂白。

1.4.3高碱次氯酸钠:

含有效氯10%,游离碱15%往30%I业碱中通氯,控制反应条件与10%生产相似,通过有效氯到10%时为终点,离心或过滤除去氯化钠(占生成液6~10%重量百分比,含氯化钠77--一86%,有效氯1.4.-一2.8%,结晶在80,-一120),即可供出售。

1.4.4固体次氯酸钠:

含有效氯45%用高浓碱与氯反应,分离氯化钠后制各次氯酸钠的五水结晶物,含有效氯45%,保持在冷冻条件下,可用作工艺中间物;

也可在真空干燥条件下制备无水物,含有效氯95%,加稳定剂后,作成品出售。

第~章绪论1.4.5次氯酸锂:

含有效氯35%将浓次氯酸钠与氯化锂反应,除去氯化钠沉淀,30"---'35%次氯酸锂溶液蒸发、干燥后得到白色颗粒状成品。

1964年进入市场后,以其清洁和稳定性与所有消毒剂竞争,可用在不允许钙离子存在的场合,洗衣房、游泳池等同常应用上,但锂的来源少,价格高,影响了这个产品的大规模生产。

1.5国外次氯酸钠生产方法简介§

孽舣一礅一撖一争一缁筑巷‘露霸衄舷射罐劈触连续反应法(美虎克化学公司)穗式反应器生产法.沩‘如’:

哮-嘟郇j自衷№墨‘产.|i,≮2SD矗,孵I珊l:

0‘Iolj糊“,l量’’脚‘虹铷管式连续反应法电解法(日氯工程公司)图1.1次氯酸钠国外生产方法简[]121Fig.1—1Sketchofproductionofsodiumhypochloriteinabroad9广东T业人学硕lj论文1.6国内次氯酸钠生产方法简介上海电化厂用降膜式吸收法,设备密闭占地小,腐蚀问题和三废基本解决,但耗电和维修工作量均较大。

天原用10吨/只水泥槽式反应池法,二家产量都在四万吨级。

其他有广州化工厂的填充塔反应法,产量亦在万吨级。

北京华工二厂和福州

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