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硫酸钠-过氧化氢-氯化钠加合物是一种新型的精细化工产品,分子式为4Na2SO4·2H2O2·NaCl,H2O2含量9.79%(wt),为笼形结构。H2O2分子嵌入在SO4-O原子形成的笼中,可保护过氧化氢不分解,因此结构较稳定。该产品在水溶液中近中性,作为新型的中性洗涤助剂,较适用于洗涤剂行业和清洗行业,因此其应用范围较过碳酸钠、过硼酸钠、过磷酸钠等广。研究开发以芒硝生产4Na2SO4·2H2O2·NaCl的合成及工艺条件,探讨其分解规律,不仅为芒硝资源的高效利用,生产高附加值的精细化工产品开辟了一条新途径,而且拓宽了过氧化氢加合物的应用领域。且生产过程无三废排出,适应了环保要求。因此该产品的生产及推广应用有着广阔的市场前景,具有显著的经济效益和社会效益。 本文通过正交实验对其制备过程中的影响因素:双氧水浓度、硫酸钠加入量、氯化钠加入量、反应时间等进行了研究。结果表明:双氧水浓度、氯化钠的加入量和反应时间对产品中过氧化氢含量和产品稳定度影响较为显著。为得到较适宜的反应条件,对氯化钠加入量和反应时间进行了单因素优化。从而得到了最适宜的工艺条件:以25毫升双氧水为基准,反应温度为283K,硫酸钠的加入量为8克,过氧化氢浓度为30%(wt),氯化钠的加入量为8克,反应时间为1小时。以将NaCl加入到含有Na2SO4的双氧水中为宜。 利用TG-DTG和DSC对制备的产品4Na2SO4·2H2O2·NaCl进行了热分析。4Na2SO4·2H2O2·NaCl的分解温度为: .二I- TG.DTG DSC 备注 437.4 462石5 实测值 分解温度(K) 433 453 文献值 本文的测定值与文献值吻合的较好。 由TG-DTG曲线可知,4NtaSO。·ZH。O。·NaCI的热分解是一复杂 过程。其分解可分为两个阶段:407.15~423.95K之间DTG曲线为直线, 4NdeSO4·2H2O2·N&CI的质量减少缓慢,为分解的第一阶段;423二5 K 时样品的质量迅速减少,436.95 K分解速度最快,到449,SS K样品分解 结束,423.95~449.85 K为样品分解的第h阶段,即特征分解曲线。采用 主曲线法对4NazSO。·2H2O2·NaCI分解机理进行了判别,结果表明,其 分解为Am机理,即分解过程受核形成与核增长控制,机理函数 且 gk)=[11(1—a”。采用微分法、积分法、最大分解速率法求取了动力 学参数,并利用通用模型——成核扩散模型对参数进行了优化,得到了硫 酸钠-过氧化氢-氯化钠加合物的热分解表观活化能和指前因子。微分法所 求数据不能很好的模拟其分解过程,而积分法和优化法均能够较好地拟 合。积分法和优化法求得的4Na。SO。·ZH。Oz·NaCI热分解的活化能和指 前因子为: 活化能 E*·mol二 指前因子 A 积分法 4.392X10’6171X10’2;’ 优化法 4.179X10‘1.982X105 。;,、。、、。+、。。、。。、,,,。。。。。、。{da\。、。。。。 最大分解速率法求取的活化能仅与Tm。和I二三;有关,与其它因 \*T)- 素无关。所得活化能为 Ea=l.739x 10刁·mol”’,较接近于积分法。 积分法和优化法求得的4Na。SO。·ZH。O。·NaCI热分解动力学方程式: 二 -互*1- da___。。_。;.0.328_、_._’、_1 二=6.17lxlo川eXP卜一)(—a)卜Ino 一a)]‘ dT“”T da。^。^。 0.503。 二二3.94 xlo”exP(-(1一a)‘’””【In(1一a刀‘”” dT“”T 优化法的结果更接近于中N250。·2氏0。·NaQ的实际分解过程。由 DSC狈矢,4NdiSO4·2H2O2·NSCI的分解热为 18.32KJ.m。l1。 4NazSO/ZH刃广NaCI在402刀gK开始分解,这时的分解并不是SO厂 与 HZOZ之间氢键的断裂,应是与 *“成的键破裂。在笼形结构的 4NazSO/ ZH?