次氯酸鈉水溶液體系穩(wěn)定性研究

1、浙江科技學(xué)院學(xué)報(bào), 第19卷第3期, 2007年9月Jo ur na l of Zhejiang U niv ersity of Science and T echnolog y Vo l. 19No. 3, Sep. 2007次氯酸鈉水溶液體系穩(wěn)定性研究楊志祥, 王軍明, ?？》? 毛建衛(wèi), 曾 翎12111(1. 浙江科技學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院, 杭州210023; 2. 浙江大學(xué)化工廠, 杭州310027摘 要:通過(guò)初選, 確定以N a 3PO 4、N a 2H PO 4、N aH 2PO 4為工業(yè)次氯酸鈉水溶液穩(wěn)定劑組成, 通過(guò)正交試驗(yàn)的方法確定了高效復(fù)合無(wú)機(jī)鈉鹽穩(wěn)定劑配方, Na 3

2、PO 4、N a 2H PO 4、NaH 2PO 4比例為0. 3%B 0. 1%B 0. 1%。該配方用于工業(yè)次氯酸鈉水溶液穩(wěn)定, 夏季常溫30d 分解率由不添加穩(wěn)定劑的38. 3%下降到12. 7%。關(guān)鍵詞:次氯酸鈉水溶液; 穩(wěn)定劑; 正交試驗(yàn)中圖分類(lèi)號(hào):T Q131. 12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-8798(2007 03-0202-03Study on Stabilization of Sodium Hypochlorite Aqueous SolutionYANG Zh-i xiang , WANG Jun -m ing , N IU Jun -feng , MAO Ji

3、an -wei , ZENG Ling(1. Schoo l of Bio log ical and Chemical Eng ineering , Zhejiang U niver sity o f Science and T echno lo gy , H ang zhou 310023, China; 2. Chemical P lant of Zhejiang U niver sity , H ang zho u 310027, China12111Abstract:T hr oug h the o peratio n o f primary process, the industri

4、al so dium hypochlo rite aque -o us solution stabilizer is confirm ed to be composed o f Na 3PO 4, Na 2H PO 4, N aH 2PO 4. By m eans of the o rtho gonal ex periment, the high efficient for mulation of the inor ganic so dium composite stab-i lizer is also co nfirmed, which is N a 3PO 4B Na 2H PO 4B N

5、aH 2PO 4, w ith the respective proportion of 0. 3%B 0. 1%B 0. 1%.T his formulation of stabilizer w ill be added into the industrial so dium hy -pochlorite aqueous so lution, w hich w ill make the decom posed r ate descend from 38. 3%to 12. 7%under the norm al temperatur e in summ er tim e.Key words:

6、sodium hy pochlorite aqueous so lution; stabilization; or thog onal exper im ent次氯酸鈉NaClO , 英文名sodium hypo -chlorite, 是一種強(qiáng)氧化劑、漂白劑、消毒劑及防臭劑, 主要用于紙漿、織物等的漂白, 上下水的處理, 醫(yī)院、飲食業(yè)、旅館及家庭的消毒和殺菌, 也用作化工、醫(yī)藥的原料及有機(jī)合成或染料中間體等。目前, 市售工業(yè)次氯酸鈉常為有效氯10%的水溶液, 次氯酸鈉水溶液在常溫下會(huì)發(fā)生自然分收稿日期:2007-04-09作者簡(jiǎn)介:楊志祥(1977 , 男, 江西弋陽(yáng)人, 工程師, 碩士, 主

7、要從事化學(xué)工程相關(guān)教學(xué)與科研工作。1, 2解。另外, 日照、受熱、酸及重金屬離子等均會(huì)導(dǎo)致次氯酸鈉水溶液分解, 70e 以上溫度時(shí)分解猛烈, 甚至可能發(fā)生爆炸, 有效存放期一般只有2周, 在夏季僅為7d 。因此使該產(chǎn)品遠(yuǎn)距離銷(xiāo)售受到限制:產(chǎn)品的銷(xiāo)售范圍僅為產(chǎn)區(qū)附近300km 以內(nèi)的地區(qū), 容易導(dǎo)致銷(xiāo)售不暢, 存放過(guò)久而報(bào)廢排放, 既造成經(jīng)濟(jì)損失, 又嚴(yán)重污染環(huán)境。3第3期楊志祥, 等:次氯酸鈉水溶液體系穩(wěn)定性研究表1 Na 2SiO 3對(duì)次氯酸鈉溶液穩(wěn)定性影響不同用量(% 下的分解率/%天數(shù)/d0. 25030026. 20. 5025. 81023. 6203提高工業(yè)次氯酸鈉溶液的穩(wěn)定性4-

8、6, 可以從生產(chǎn)工藝條件、次氯酸鈉溶液的pH 值、金屬離子雜質(zhì)去除、儲(chǔ)存條件改善及外加穩(wěn)定劑等幾個(gè)方面加以考慮, 而向次氯酸鈉溶液中添加穩(wěn)定劑是比較方便的辦法。常見(jiàn)的穩(wěn)定劑為六羥基環(huán)乙烷及其糖醇、檸檬醛、雙氰胺和異氰胺等含氨基化合物等有機(jī)添加劑, 或溴化物、磷酸鹽、硅酸鹽、碳酸鹽、碳酸氫鹽、兩性氧化物鹽類(lèi)等無(wú)機(jī)添加劑。有機(jī)穩(wěn)定劑的加入, 影響次氯酸鈉溶液作為原料在化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用, 單一無(wú)機(jī)穩(wěn)定劑添加比例較大且效果不明顯, 常見(jiàn)復(fù)合型穩(wěn)定劑效果一般, 穩(wěn)定期不長(zhǎng)。本文研究了基于復(fù)合無(wú)機(jī)鈉鹽穩(wěn)定劑中不同組分對(duì)工業(yè)次氯酸鈉溶液穩(wěn)定性的影響, 得到不同復(fù)合穩(wěn)定劑體系對(duì)工業(yè)次氯酸鈉溶液穩(wěn)定性的影響,

9、確定工業(yè)次氯酸鈉水溶液高效復(fù)合無(wú)機(jī)鈉穩(wěn)定劑配方, 為工業(yè)化應(yīng)用提供依據(jù)。2021. 72. 1. 2 Na 3PO 4用量對(duì)次氯酸鈉溶液穩(wěn)定性的影響 數(shù)據(jù)列表如表2。表2 N a 3PO 4對(duì)次氯酸鈉溶液穩(wěn)定性影響不同用量(% 下的分解率/%天數(shù)/d0. 25030023. 10. 5019. 21018. 62. 1. 3 Na 2H PO 4用量對(duì)次氯酸鈉溶液穩(wěn)定性的影響 數(shù)據(jù)列表如表3。表3 Na 2H PO 4對(duì)次氯酸鈉溶液穩(wěn)定性影響不同用量(% 下的分解率/%天數(shù)/d0. 1030024. 80. 25021. 40. 5020. 91020. 41 實(shí)驗(yàn)部分1. 1 試 劑主要試劑

10、有次氯酸鈉(有效率含量大于等于11%, 杭州電化集團(tuán)公司 、硅酸鈉(AR 、磷酸鈉(AR 、磷酸氫二鈉(AR 、磷酸二氫鈉(AR 、乙二胺四乙酸二鈉(AR 。1. 2 次氯酸鈉溶液分解率的測(cè)定本實(shí)驗(yàn)中, 采用分解率來(lái)考察次氯酸鈉溶液的穩(wěn)定性, 分解率定義為:01100%C 0式中, C 0為次氯酸鈉初始濃度, mo l/L; C 1為次氯酸分解率=鈉分解后濃度, mol/L 。次氯酸鈉溶液的濃度采用H G/T 2498 937所規(guī)定的方法測(cè)定。2. 1. 4 NaH 2PO 4用量對(duì)次氯酸鈉溶液穩(wěn)定性的影響 數(shù)據(jù)列表如表4。表4 NaH 2PO 4對(duì)次氯酸鈉溶液穩(wěn)定性影響不同用量(% 下的分解

11、率/%天數(shù)/d0. 25030022. 30. 5022. 10. 75021. 71021. 42. 1. 5 乙二胺四乙酸二鈉用量對(duì)次氯酸鈉溶液穩(wěn)定性的影響 數(shù)據(jù)列表如表5。表5 EDT A 對(duì)次氯酸鈉溶液穩(wěn)定性影響不同用量(% 下的分解率/%天數(shù)/d0. 1030025. 40. 25028. 92 結(jié)果討論2. 1 穩(wěn)定劑初選本實(shí)驗(yàn)初選穩(wěn)定劑為:硅酸鈉、磷酸鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、EDT A, 添加量按(M x /M N aClO 100% 計(jì), 考察不同單一穩(wěn)定劑對(duì)工業(yè)次氯酸鈉溶液的分解率的影響, 并初步找出較優(yōu)無(wú)機(jī)鈉鹽穩(wěn)定劑。2. 1. 1 Na 2SiO 3用量對(duì)次氯酸鈉溶液

12、穩(wěn)定性的影響 數(shù)據(jù)列表如表1。2. 2 復(fù)合穩(wěn)定劑優(yōu)化正交實(shí)驗(yàn)由初選實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知, 硅酸鈉作為穩(wěn)定劑單獨(dú)使用, 其穩(wěn)定效果并不十分明顯, 且用量較大, 單獨(dú)使用成本偏高, 缺少應(yīng)用價(jià)值。由于次氯酸鈉的強(qiáng)氧化性, 添加乙二胺四乙酸二鈉后易被氧化, 沒(méi)有明顯效果。磷酸鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉均有一定, ,204浙江科技學(xué)院學(xué)報(bào)第19卷表8 復(fù)合穩(wěn)定劑次氯酸鈉溶液穩(wěn)定性影響%劑進(jìn)行L 9(33 正交試驗(yàn), 以確定最佳的高效復(fù)合無(wú)機(jī)鈉穩(wěn)定劑各組分配比。其具體設(shè)計(jì)方案見(jiàn)表6。表6 正交試驗(yàn)因素及水平水平123A 0. 10. 20. 3B 0. 10. 20. 3C 0. 10. 250. 5%存放天

13、數(shù)/d0301#分解率012. 82#分解率012. 6空白樣038. 3由表8可知, 添加穩(wěn)定劑后的平均分解率為12. 7%。注:A 代表N a 3PO 4; B 代表Na 2H PO 4; C 代表N aH 2P O 4。3 結(jié) 語(yǔ)通過(guò)對(duì)工業(yè)次氯酸鈉水溶液穩(wěn)定的初選和正交試驗(yàn), 確定了工業(yè)次氯酸鈉水溶液高效復(fù)合無(wú)機(jī)鈉穩(wěn)定劑配方, 其中Na 3PO 4、Na 2H PO 4、NaH 2PO 4這3種穩(wěn)定劑成分的配比為:0. 3%B 0. 1%B 0. 1%, 并通過(guò)重復(fù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該配方應(yīng)用于工業(yè)次氯酸鈉水溶液的穩(wěn)定效果, 結(jié)果表明, 添加高效復(fù)合無(wú)機(jī)鈉穩(wěn)定劑, 工業(yè)次氯酸鈉溶液(有效氯含量大

14、于等于11% 的夏季常溫30d 分解率由不添加穩(wěn)定劑的38. 3%下降到12. 7%, 保存期大大延長(zhǎng)。參考文獻(xiàn):1 陳冠榮. 化工百科全書(shū)(第11卷 M .北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 1991-1998.2 俞福良. 日用化工原料手冊(cè)M .北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社, 1993.3 邵黎歌, 陳卿. 次氯酸鈉的分解特性及提高其穩(wěn)定性能的途徑J.氯堿工業(yè), 1997(4 :21-24.4 蘇瑜, 羅鑫龍, 薛仲化. 次氯酸鈉水溶液穩(wěn)定性及增稠體系研究J.精細(xì)化工, 2000, 17(12 :708-710. 5 楊衛(wèi)國(guó). 次氯酸鈉水溶液的穩(wěn)定技術(shù)J.中國(guó)氯堿,2002(11 :20-21.6 劉積靈, 董薇, 張玉坤. 次氯酸鈉水溶液穩(wěn)定性的研究及應(yīng)用J.中國(guó)氯堿, 2004(6 :8-10. 7 HG/T 2498 93, 次氯酸鈉溶液S.進(jìn)行L 9(33 正交試驗(yàn), 分析得到表7。表7 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果分析項(xiàng)目123456789K 1K 2K 3RA 11122233315. 6715. 3015. 070. 60B 12312312315. 3315. 3715. 330. 04C 12323131215. 2015. 6015. 230. 40分解率/%15. 416.