空气氧化反应的进展及工业应用
铂 空气 氧化

铂空气氧化铂是一种贵金属元素,它在自然界中的存在量非常稀少。
由于其优异的化学性质和广泛的应用领域,铂在现代工业和科学研究中发挥着重要作用。
本文将介绍铂的特性、空气对其的影响以及铂的氧化反应。
让我们来了解一下铂的特性。
铂是一种具有银白色光泽的金属,具有高度的延展性和可塑性。
它的熔点非常高,达到了1768摄氏度,是金属中熔点最高的之一。
此外,铂还具有较好的耐腐蚀性,不会被大多数化学物质所腐蚀。
因此,铂常被用于制作高温设备、化学实验器具以及珠宝等领域。
然而,铂在空气中也会发生氧化反应。
当铂暴露在空气中时,会与氧气发生反应,生成铂的氧化物。
这是由于铂的外层电子结构的特殊性质所导致的。
铂的外层电子结构中存在着未成对的d电子,它们容易参与化学反应。
当氧气与铂接触时,氧气中的氧分子会捕获铂表面的电子,形成铂的氧化物。
铂的氧化物是一种黑色的固体物质,常被称为铂黑。
铂黑具有很高的吸附性能,可以吸附气体和液体分子。
这使得铂黑在催化剂和传感器等领域得到了广泛应用。
通过控制铂的氧化程度和形态,可以调节铂黑的吸附性能,从而实现不同的功能。
铂的氧化反应是一个复杂的过程,涉及多种氧化物的生成和转化。
除了常见的铂黑,还存在着其他形态的铂氧化物,如二氧化铂和三氧化铂。
这些氧化物在不同的条件下具有不同的性质和应用。
例如,二氧化铂常用作电极材料,在燃料电池和电化学反应中发挥重要作用。
尽管铂在空气中会发生氧化反应,但这并不意味着铂会迅速被氧化而失去其特性。
相反,铂的氧化速度相对较慢,可以通过合适的保护措施来延缓氧化过程。
例如,在高温下,可以使用惰性气体如氩气来保护铂,防止其与氧气接触。
此外,还可以通过涂覆一层保护性的金属氧化物膜来保护铂的表面,延缓氧化反应的发生。
铂是一种重要的贵金属元素,具有优异的特性和广泛的应用领域。
尽管在空气中会发生氧化反应,但通过合适的保护措施可以延缓铂的氧化过程。
铂的氧化反应不仅是化学反应的研究对象,同时也为人们提供了制备功能材料和应用于催化和传感等领域的机会。
镁在常温下与空气反应的化学方程式

镁在常温下与空气反应的化学方程式1.引言1.1 概述镁是一种常见的金属元素,它具有轻质、高强度和优异的导热性能等优点,因此被广泛应用于航空航天、汽车制造以及电子行业等领域。
然而,镁在常温下与空气中的氧气反应是一种常见的现象,它会导致镁的表面氧化,从而影响其性能和使用寿命。
在常温下,镁与空气中的氧气发生氧化反应,生成镁的氧化物。
这个反应过程涉及到镁金属的电子转移和氧气的还原。
具体地说,镁的表面会与空气中的氧气发生反应,形成一层镁氧化物的薄膜。
这层氧化膜在一定程度上可以保护镁金属内部免受进一步氧化的影响,但也会限制镁金属与外界的接触,从而影响其在实际应用中的效果。
正因为镁与空气反应会导致氧化膜的生成,所以在实际应用中,对于镁的保护和防腐蚀变得尤为重要。
科学家们通过研究镁与空气反应的化学方程式,可以更好地了解这个反应过程,从而找到更有效的方法来保护镁金属。
本文将介绍镁与空气反应的背景,并详细探讨镁与空气反应的化学方程式。
通过对这个方程式的分析,我们可以更深入地理解镁与空气反应的机理,为今后的研究提供更多有价值的参考。
我们希望通过这篇文章,能够加深对镁与空气反应的认识,促进镁金属的应用和开发。
文章结构部分的内容可以是对整篇文章的章节安排进行介绍和说明,包括各个章节的主题和内容概述。
下面是根据给出目录的文章结构部分的一个可能的编写:文章结构本文将按照以下章节进行叙述和探讨,以便给读者提供一个系统和清晰的了解镁在常温下与空气反应的化学方程式的文章:1.引言1.1 概述在本节中,将简要介绍镁在常温下与空气反应的重要性和背景,并概述后续章节的主要内容。
1.2 文章结构本节将给出整篇文章的章节安排,并对各个章节的主题和内容概述进行说明,以帮助读者更好地理解文章的架构和逻辑。
1.3 目的在本节中,将明确本文的目的和意义,以及期望通过本文传达的主要信息和观点。
2.正文2.1 镁与空气反应的背景本节将详细介绍镁与空气反应的背景信息,包括镁的性质、空气成分,以及两者相互作用的一般情况。
丙烯酸合成路线

丙烯酸合成路线
1. 前言
丙烯酸是一种重要的有机化学品,广泛应用于化学工业中,被用作合成聚合物、橡胶、油漆、胶粘剂等。
本文将介绍丙烯酸的合成路线。
2. 材料和方法
丙烯酸的合成采用一系列的化学变换,包括空气氧化、裂解、蒸馏等步骤。
主要反应式如下:
C3H6 + O2 → C3H4O2
丙烯 + 水 → 丙烯酸
3. 空气氧化
空气氧化是丙烯酸制备的第一步。
将丙烯在空气的存在下加热至400℃以上,
使其氧化为丙烯酸。
反应完成后,在反应器中收集产物。
4. 裂解
对丙烯酸进行裂解,可以得到纯净的丙烯。
将丙烯酸暴露在高温下(500℃左右),裂解为丙烯和二氧化碳,反应式如下:
CH2=CHCOOH → CH2=CH2 + CO2
这个反应可以通过催化剂、压力和温度来控制。
5. 蒸馏
通过蒸馏可以分离出高纯度的丙烯酸。
将反应过程中收集到的丙烯酸进行蒸馏,得到高纯度的丙烯酸。
6. 结论
丙烯酸的制备路线相对简单,通常采用裂解和蒸馏方法分离提纯。
丙烯酸广泛应用于工业领域,提高了生产效率和生产质量。
氟化钙 高温空气中反应

氟化钙在高温空气中的反应概述氟化钙(Calcium Fluoride,CaF2)是一种常见的无机化合物,具有广泛的应用领域。
在高温空气中,氟化钙会发生一系列反应,产生不同的物质和化学现象。
本文将深入探讨氟化钙在高温空气中的反应机制、反应产物以及相关应用。
反应机制氟化钙在高温空气中的反应主要涉及以下几个方面:1. 氟化钙的热分解氟化钙在高温下会发生热分解反应,生成氟化气体和氧化钙。
反应方程式如下:CaF2 → CaO + F22. 氟化钙的氧化反应氧化钙(Calcium Oxide,CaO)是氟化钙的主要分解产物之一。
在高温空气中,氧化钙会与氧气发生反应,生成二氧化钙(Calcium Dioxide,CaO2)。
反应方程式如下:2CaO + O2 → 2CaO23. 氟化钙的还原反应氟化钙在高温空气中还可以发生还原反应,生成氟化气体和金属钙。
反应方程式如下:CaF2 + C → Ca + CF44. 氟化钙的氧化还原反应氟化钙还可以与氧气和金属钙同时反应,产生氟化气体和氧化钙。
反应方程式如下:2CaF2 + 2Ca + O2 → 4Ca O + 2CF4反应产物氟化钙在高温空气中的反应产物主要有氟化气体、氧化钙和二氧化钙。
这些产物在工业生产和科学研究中具有重要的应用价值。
1. 氟化气体氟化气体是氟化钙在高温空气中的主要产物之一。
常见的氟化气体有氟气(F2)和四氟化碳(CF4),它们在半导体工业、制冷剂生产和化学合成等领域有广泛的应用。
2. 氧化钙氧化钙是氟化钙热分解的主要产物之一。
氧化钙具有良好的耐高温性能和化学稳定性,广泛应用于冶金、建筑材料、环境保护等领域。
3. 二氧化钙二氧化钙是氧化钙与氧气反应的产物,具有重要的应用价值。
它在石灰石制备、钢铁冶炼和环境治理等领域有广泛的用途。
应用领域氟化钙在高温空气中的反应产物具有广泛的应用领域,包括以下几个方面:1. 半导体工业氟气和四氟化碳是半导体工业中重要的化学原料,用于清洗和蚀刻半导体材料。
钠在空气中被氧化方程式

钠在空气中被氧化方程式 全文共四篇示例,供您参考 第一篇示例: 钠在空气中被氧化是一个引人注目的化学现象,它揭示了钠与空气中的氧气发生反应的过程。这一过程在化学领域具有重要意义,对于加深人们对钠元素的认识以及理解化学反应机理具有一定的指导意义。
钠(Na)是一种常见的金属元素,它在自然界中以化合物的形式广泛存在。在实验室中,我们通常以钠金属的形式进行研究和应用。当钠暴露在空气中时,它会与氧气发生氧化反应,产生氧化钠。这一反应的方程式可以用化学式表示如下:
4Na + O2 -> 2Na2O 在这个方程式中,钠(Na)与氧气(O2)发生反应,生成了氧化钠(Na2O)。这一反应表明了钠与氧气的高度活性,以及它们之间的强烈化学互动。
钠在空气中被氧化的过程可以进一步解释为钠的表面与氧气发生化学反应,形成氧化钠的一层薄膜。在这一过程中,钠的金属性质逐渐转变为氧化钠的离子性质。这导致了钠金属表面的变化,从光亮的金属光泽逐渐转变为暗淡的氧化物表面。这一变化在实验室和工业生产中具有重要意义,因为它影响了钠的化学性质和应用特性。由于氧化钠的存在,钠在空气中变得不稳定,并且更容易与水反应产生氢气和氢氧化钠。
钠在空气中被氧化的反应过程还可以引发一些安全问题。钠金属的氧化反应通常伴随着放热,并可能导致火灾事故。在实验室和工业生产中,处理、储存和运输钠金属时都需要极为谨慎,以防止钠与空气中的氧气发生意外反应。
钠在空气中被氧化的研究不仅对化学理论具有重要意义,还在工业生产和应用领域具有实际价值。通过深入理解钠与空气中氧气的反应机理,我们可以更好地控制钠金属的性质,开发新型的钠材料应用,以及改进工业制备氧化钠的方法。
钠在空气中被氧化是一个引人瞩目的化学现象,它展示了钠金属与氧气的化学互动过程,揭示了钠金属在空气中的性质和变化规律。通过对这一反应过程进行深入研究,我们可以更好地理解钠的化学性质,为工业生产和应用提供科学依据。
常见物质的化学变化

常见物质的化学变化化学变化是物质的特性改变或转化的过程,是一种基本的自然现象。
我们周围的许多常见物质都会经历化学变化,下面将以几种常见物质为例,介绍它们的化学变化过程及相关应用。
一、水的化学变化水是人类生活中最为常见的物质之一,它在自然界中普遍存在。
水的化学变化主要包括水的电离、水的溶解以及水的氧化还原反应。
首先是水的电离过程。
水能够发生自发的自离解反应,即水分子自发地参与质子(H+)和氢氧根(OH-)的生成:H2O ⇌ H+ + OH-其次是水的溶解。
由于水的极性,它能够溶解许多种物质,比如普通食盐(氯化钠)。
在水中,食盐会分解成钠离子(Na+)和氯离子(Cl-),形成一个离子化合物的溶液:NaCl(s) → Na+(aq) + Cl-(aq)最后是水的氧化还原反应。
水可以同时充当氧化剂和还原剂进行氧化还原反应。
例如,金属钠与水反应时,钠被氧化成氢氧根离子,同时水被还原成氢气:2Na(s) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + H2(g)水的化学变化广泛应用于许多领域,如农业、医学、环境保护等。
利用水的溶解性质,我们可以制备各种溶液用于实验室研究、化妆品生产等。
同时,氧化还原反应中的水电解也是制取氢气和氧气的重要工艺。
二、空气的化学变化空气是地球大气层的主要成分,主要由氮气(N2)、氧气(O2)、二氧化碳(CO2)等组成。
空气中的气体成分能够发生多种化学变化,如燃烧反应和氧化反应等。
燃烧是空气中氧气和其他物质发生氧化反应的典型例子。
当有机物(如木材、煤、油等)在空气中燃烧时,氧气与有机物发生反应,产生水蒸气和二氧化碳:2C6H12O6(s) + 19O2(g) → 12CO2(g) + 12H2O(g)氧化反应也是空气中常见的化学变化。
例如,铁能够与空气中的氧气发生氧化反应形成铁锈(氧化亚铁):4Fe(s) + 3O2(g) → 2Fe2O3(s)空气的化学变化在生活和工业中有着广泛的应用。
热氧化工艺的原理及应用
热氧化工艺的原理及应用热氧化工艺是一种通过高温和氧气氧化有机物质的技术,它的原理基于有机物质在高温下与氧气反应,产生二氧化碳、水和其他气体的化学反应。
这种工艺主要应用于废弃物处理、空气污染物净化和能源回收等方面。
热氧化工艺的原理基于燃烧和氧化反应。
在高温下,有机物质分解为低分子量的化合物,如气体和液体,同时发生与氧气的化学反应,产生二氧化碳、水蒸汽和其他的气体。
这些气体经过后续的处理,如冷凝、过滤和吸收等,可以达到废弃物处理和空气污染物净化的目的。
此外,热氧化工艺还可以通过高温下有机物的燃烧产生热能,用于能源回收。
热氧化工艺的应用非常广泛。
首先,它可以用于废弃物处理。
废弃物处理主要包括固体废弃物和液体废弃物的处理。
热氧化工艺可以将有机废弃物转化为二氧化碳和水等无害物质,从而达到减少废弃物的目的。
同时,该工艺还可以处理污染性废物,如有机化合物、危险废物和污泥等。
通过高温和氧气的作用,这些有机物质可以迅速分解和氧化,减少对环境的污染。
其次,热氧化工艺还用于空气污染物净化。
空气污染物是导致大气污染的主要原因之一。
大气污染物主要包括气体污染物和颗粒物污染物。
热氧化工艺可以将这些污染物通过高温和氧气的氧化作用转化为二氧化碳、水和其他无害气体。
例如,热氧化工艺可以用于处理一氧化碳、氯仿、甲苯、苯酚和氮氧化物等有机污染物。
它还可以处理含有二噁英、卤化物和重金属等污染物的废水。
此外,热氧化工艺还可以用于能源回收。
在热氧化过程中,有机物质被氧化,同时也产生了大量的热能。
这些热能可以用于提供热水、热蒸汽或发电等能源。
因此,通过热氧化工艺可以将废弃物转化为能源,实现资源的循环利用。
总之,热氧化工艺是一种通过高温和氧气氧化有机物质的技术。
它的原理基于燃烧和氧化反应,主要应用于废弃物处理、空气污染物净化和能源回收等方面。
热氧化工艺在环境保护和资源利用方面具有重要意义,有助于减少废弃物产生、提高空气质量和实现能源的可持续利用。
光催化剂在环境空气净化中的应用研究
光催化剂在实际应用中的研究:研究光催化剂在实际环境空气净化中的性能表现, 优化光催化剂的负载与分离回收技术。
光催化剂的研究成果
光催化剂的种类和制备方法
光催化剂在环境空气净化中的 原理和作用机制
光催化剂在环境空气净化中的 实际应用案例和效果
光催化剂在环境空气净 化中的应用研究
汇报人:XX
目录
光催化剂的原理
01
光催化剂在环境空气净化 中的优势
02
光催化剂在环境空气净化 中的实际应用
03
光催化剂在环境空气净化 中的研究进展
04
光催化剂在环境空气净化 中的挑战与对策
05
光催化剂的原理
光催化反应的原理
光催化反应的定义:利用光能驱动化学反应的过程。
感谢您的观看
汇报人:XX
面的实际应用
光催化剂在环境 空气净化中的挑 战与对策
光催化剂的活性问题
光照条件:光催化剂需要特定波长的光照才能激发活性 反应速率:光催化剂的反应速率较慢,需要寻找高效的催化剂 稳定性:光催化剂的稳定性不足,易受环境因素影响 复合污染:光催化剂对于复合污染的处理效果有限
光催化剂的稳定性问题
催化剂失活:在 反应过程中,催 化剂可能会失去 活性,影响催化 效果
工业废气处理
光催化剂在工业废气处理中的应用,可以有效降低废气中有害物质的浓度,提高空气质量。 光催化剂可以用于处理石化、化工、印染等行业的废气,具有广泛的应用前景。 光催化剂处理废气的原理是利用光催化反应将有害物质分解成无害物质,从而达到净化空气的目的。 光催化剂在工业废气处理中具有高效、环保、安全等优点,是未来废气处理的重要发展方向之一。
水合肼合成的新工艺
解,水解中酮连氮和水的加料比为 1 11 , � ( 3. 6 双氧水法 � 或称过氧化氢法 ) 从塔的中部进料,塔的温度在 17 0 ,压力 此法是由甲基乙基酮 (甲乙酮) 和氨生成 为 1. 。 1 加入的表面活性剂或类似物与水合肼水 溶液一起从塔釜抽出,用蒸馏或液 - 液分离 技术可容易地将表面活性剂或类似物从水合 肼水溶液中移出。 酮连氮层和工作液层的分离最好用膜分 离法进行,也可用蒸馏塔回收未反应的甲乙 酮和除去甲乙酮中的仲丁醇等杂质。蒸馏操 作可采用间歇式或在连续状态下进行。在连 续蒸馏时, 由塔顶获得甲乙酮, 仲丁醇等杂质 从塔的中间某一位置切取,由塔釜获得酮连 氮。分批间歇蒸馏时,甲乙酮作为第一馏份 分出, 仲丁醇等杂质作为第二馏份分出, 残余 液为酮连氮。 双氧水原料易得,双氧水法近年来日趋 成熟, 是最先进的工业化的生产方法。
氯化氨等盐。拉西法与尿素法相比,原材料 生成的丙酮由塔顶馏出,返回到酮连氮 费用低, 但设备投资和能耗较高, 在生产规模 反应器中,釜液为 1 0% � 1 2% 的肼水溶液, 大时, 其总成本比尿素法低。 3 . 3 尿素法 该法实质上是拉西法的改进,用尿素代 替氨作氮源, 避免了大量的氨循环, 反应是用 氯气与氢氧化钠进行反应生成次氯酸钠溶液 后, 将尿素与次氯酸钠、 氢氧化钠溶液在氧化 剂如高锰酸钾、双氧水等的作用下进行氧化 反应, 再经蒸发、 脱盐、 精制得成品。此过程 经浓缩得到 8 0% 水合肼。 酮连氮法明显优于拉西法,其合成收率 接近理论值, 能耗约为拉西法的 1 / 。所用的 3 酮 在使用甲乙酮时的消耗定额为 每吨纯肼 3 20 , 总收率以氯计为 9 0% 。 此外, 法国生产酮连氮的是用氨、 过氧化 氢水溶液和羰基化合物,在有效量的乙酸铵 和乙酸胺,或乙酸胺和乙酸为催化剂存在下
铝合金的反应行为及应用
铝合金的反应行为及应用铝合金是一种常用的金属材料,具有轻质、高强度、导电性好等优点,广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。
本文将针对铝合金的反应行为和应用进行深入探讨。
一、铝合金的反应行为1. 氧化反应铝合金容易在空气中与氧气发生氧化反应,表面会形成一层氧化铝膜,起到一定的腐蚀保护作用。
但当氧气浓度较高时,会加速铝合金的腐蚀速度,降低材料的使用寿命。
因此,在实际应用中,铝合金需要加强表面防护,以减少氧化反应带来的负面影响。
2. 酸碱反应铝合金在强酸、强碱的腐蚀环境下容易被侵蚀,导致材料失去原有的强度和机械性能。
因此,在进行铝合金的表面处理时,需要选用合适的酸碱度和腐蚀剂,以确保表面的维护和保护。
3. 电化学反应铝合金具有良好的导电性能,因此在电化学反应中具有广泛应用。
例如,在铝合金表面进行阳极氧化处理,可以增加铝合金的表面硬度、防腐蚀性和耐磨性。
此外,铝合金的导电性还可以应用于太阳能电池板、电池连接器等领域,提高电池效率和使用寿命。
二、铝合金的应用1. 航空航天领域铝合金具有轻质、高强度、抗腐蚀性好等优点,是飞机、火箭、卫星等航空航天器材料的重要组成部分。
例如,747客机机身有超过75%的部分采用铝合金制造,F16战斗机用铝合金材料的比重达到80%以上。
2. 汽车工业铝合金在汽车工业中应用广泛,能够降低汽车自身的重量,提高燃油效率和驾驶性能。
例如,奥迪A8、捷豹XJ、保时捷Panamera等高档轿车采用铝合金车身和相关部件,极大地提高了汽车的行驶稳定性和安全性。
3. 建筑领域铝合金在建筑领域中也具有良好的应用前景。
例如,大型建筑幕墙、天桥、地铁站等建筑方案中,需用到大量的铝合金材料。
与传统的钢材比较,铝合金具有轻盈、美观、防腐蚀耐用等优点,有助于提高建筑品质和环保性。
4. 其他领域铝合金的应用还涉及到电子制造、能源行业、船舶建造等领域。
例如,铝合金材料用于电子配件、汽车发动机齿轮等零部件制造,可以增加材料的强度和使用寿命。
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空气氧化反应的进展及工业应用摘要:空气氧化反应是一种发展较早的氧化技术。
该方法以空气中的氧气为氧化剂,氧化剂的选择使该技术具有经济成本低、绿色环保等优点,因此近年来得到众多研究者的重视,使该方法不断的得到优化,并已在化工合成、工业处理等领域有了广泛的应用。
关键词:空气氧化;工业应用;The progress and industrial applications of air oxidation reaction Abstract: The air oxidation reaction is an early developing oxidation technology. This method takes the oxygen in the air as the oxidant, the choice make this technique with the advantage of low economic cost and environmental protection, etc.. Thus in recent years, Many researchers pay their attention to this method, and this technique has an ceaseless optimization. So it has been widely used in the chemical synthesis and industrial processing fields.Keywords: air oxidation, industrial processing空气氧化反应的氧化剂即氧气来源于空气,取之不尽,用之不竭,降低了氧化成本,因此该方法具有经济成本低、绿色环保等优点。
随着科学的发展以及现代工业的科技要求,空气氧化法也在与时俱进并应用于不同的领域。
1 空气氧化反应分类空气氧化反应是以空气中的氧气为氧化剂以达到氧化作用的氧化方法。
空气氧化法可用于制备四氧化三铁(Fe3O4)[1],也可以研究该方法对纳米碳管场发射性能的影响[2]。
但空气氧化反应的氧化能力较弱,为了适应工业发展的需要,空气氧化反应已发展为多种氧化技术,现将其具体氧化方法介绍如下:空气催化氧化法[3]是在空气氧化法的基础上,使空气中的氧气在催化剂的作用下发挥氧化作用的方法。
该方法现已用于菲醌[4]、苯酚以及硫酸铵的制备。
湿式空气氧化法(W AO)[5]是指在高温(150—350℃)和高压(0.5—20MPa)条件下,以空气(或纯氧)为氧化剂,将污染物在液态存在下氧化分解为无机物或小分子有机物的化学过程。
该方法可用于乙烯厂费碱液的氧化。
为了更高的工业处理要求,湿式空气氧化法又发展成了催化湿式空气氧化法、非催化湿式空气氧化法以及缓和湿式空气氧化法。
催化湿式空气氧化法[6]是指在W AO的过程中,加入适宜的催化剂使反应在更温和、更短的时间内完成,该方法可用于处理造纸草浆黑液[7]。
缓和湿式空气氧化法[8]指在较低温度(185—195℃)和压力(2.3—2.7MPa)条件下的的湿式空气氧化法,该方法现已应用于费碱液的处理中[9]。
2 空气氧化反应的工业应用2.1 空气催化氧化法的工业应用2.1.1 气相催化氧化法制备菲醌菲醌是一种在化工领域有着广泛应用的化工原料[10],菲醌法在水煤气及烟气脱硫方面可获得最佳的经济效益、环境效益以及社会综合效益;在农业方面,菲醌还可制成高效能的植物生长剂,由它制成的配合物通常用作农业和园艺的杀菌剂[11];在造纸行业中菲醌还可用作纸浆防腐剂。
然而在瑞士、德国、美国等一些工业发达国家,主要用液相氧化法[12]合成菲醌,此种方法经济成本高,产品后处理复杂,且氧化后液体污染严重,因此,利用新的氧化方法是十分必要的,即菲的气相催化氧化法制备9,10—菲醌。
1958年,美国新泽西州的Walt J等[13]申请的专利中使用空气为氧化剂,V2O5-K2SO4为催化剂,采用流化床氧化工艺氧化菲制取菲醌。
流化床氧化工艺反应装置如图1所示。
Baems M等[14]以V2O5-Fe2O3作催化剂,采用固定床氧化工艺制取菲醌。
固定床氧化工艺反应装置如图2所示。
随着精细化工产业的快速发展,菲的气相催化氧化法制取9,10—菲醌工艺不仅可以解决菲醌的需求问题,而且对保护环境和促进可持续发展具有深远的现实意义。
1-气化室;2-反应气混合及加热管;3-反应室;4-加热装置;5-空气预热连接管;6-气化室空气进气管;7-分布板;8-催化床;9-冷却器;10-旋转刮刀;11-马达;12-固体收集器;13-尾气出口图1 流化床反应装置图1-压气机;2-空气过滤器;3-转子流量计;4-空气预热管;5-气化混合器;6-加料定速器;7-玻璃加料器;8-固定层反应管;9.10.11-产品冷凝捕集器;12-水洗瓶;a.b.c.d-测温热电偶图2 固定床反应装置2.1.2 空气氧化亚硫酸铵制备硫酸铵亚硫酸铵直接氧化成硫酸铵的反应动力学[15-17]研究表明,亚硫酸铵浓度对实验结果影响很大,但所研究的亚硫酸铵浓度一般低于0.1 mol.L-1。
武汉科技大学的吕早生等[18]用空气作为供养气体,以硫酸钴为催化剂,利用空气催化氧化亚硫酸铵法制备硫酸铵,通过正交实验得到高浓度亚硫酸铵氧化反应的最佳条件为:亚硫酸铵初始浓度为1.1 mol.L-1、催化剂硫酸钴浓度0.015 mol.L-1、反应器温度为50℃。
该方法有效的节约成本,同时提高了参与反应的亚硫酸铵溶液初始浓度,是单位时间的生产效率增加,提高了经济效益,有利于大规模工业生产。
2.1.3 空气氧化异丙苯法制备苯酚自第一次世界大战期间发现2,4,6-三硝基苯酚是很好的炸药后,苯酚的需要量剧增,天然苯酚远不能满足需要,从而出现了多种合成苯酚的方法。
如甲苯—苯甲酸法、拉西—虎克法、氯苯碱性水解法、环己烷氧化法、苯直接氧化法、电极反应法以及异丙苯法等。
其中异丙苯法需利用空气氧化反应生产苯酚,该生产总过程需经过三步反应[19]:第一步反应是丙烯和苯进行烃化反应得到异丙苯,可以采用气相法或液相法。
主反应:C6H6 + CH2 = CH-CH3 → C6H5-CH-(CH3) 2第二步是空气氧化反应的应用,利用用空气中氧气将异丙苯氧化,生成过氧化氢异丙苯。
主反应:C6H5-CH-(CH3 )2 + O2→ C6H5-COOH-(CH3) 2第三步过氧化氢异丙苯分解,生成苯酚和丙酮,主反应:C6H5-COOH-(CH3)2 → C6H5-OH + CH3COCH3异丙苯生产苯酚的一次投资和生产成本都较低,从而使之有很强的竞争能力;然而从原料到最终产品要经过三步化学反应,在生产苯酚的各种方法中此法的流程最长;因此决定了其工业装置必须具有相当大的规模才能确保较好的经济效益。
异丙苯法虽在世界上占主要地位,但成本受副产物丙酮的制约。
以前国际上丙酮主要用于合成有机玻璃原料甲基丙烯酸酯,而近年来甲基丙烯酸已逐渐改用异丁烯甚至异丁烷生产,丙酮失去了一条主要销路,再加上丙酮作溶液挥发至高空则破坏臭氧层,而在国外受环保约束,从而使丙酮滞销,影响苯酚生产,致使异丙苯法在国际上失去发展势头。
2.1.4 空气催化氧化反应的其他应用Yang TZ等[20]研究了在催化剂存在下硫代亚锑酸钠溶液中锑的氧化行为。
对在氧化反应中分别加入酒石酸钠、硫酸铜、高锰酸钾、苯酚、1,2-二羟基苯及其混合物的催化作用进行研究。
结果表明,0.25 g/L 1,2-二羟基苯、0.5 g/L高锰酸钾和1.0 g/L苯酚的混合物具有最好的催化作用。
在此条件下,利用空气催化反应可以从硫代亚锑酸钠溶液中将锑沉淀析出。
2.2 湿式空气氧化法的工业应用湿式空气氧化法(W AO)是从20世纪50年代发展起来的一种适用于处理高浓度、有毒、有害、生物难降解废水的高级氧化技术。
湿式空气氧化法(W AO)具有高效、节能和无二次污染等特点[21],适宜处理那种以焚烧法处理太稀而用生物法处理又太稠的污水。
W AO最早的工业性装置是在澳大利亚的诺斯马尼亚用于处理Burnie碱法造纸厂的黑液,以及在美国密执安州北部半岛Ontomgon造纸厂用于回收化学品和能量及处理污泥[22];1958年F.J.Zimmermann[23]对湿式空气氧化法进行了广泛的研究并用于处理造纸黑液废水。
20世纪70年代在欧洲约有90家工厂采用W AO 处理石油、化工、制药工业废水、城市污泥、活性炭再生和垃圾渗滤液等。
在20世纪90年代25家Zimpro单元被出售用于乙烯厂废碱液的氧化。
中石油也采用Zimpro湿式空气氧化技术用于处理黑龙江大庆的乙烯厂工程的废水处理,图3即为Zimpro湿式空气氧化技术系统。
图3 用于废碱液处理的Zimpro湿式空气氧化系统2.2.1 非催化湿式空气氧化法的工业应用非催化湿式空气氧化法较传统的水处理技术适用范围更广、处理效率更高、氧化效率快而且极少有二次污染,在国外已实现工业化,主要应用于活性碳再生、含氰废水、造纸黑液及废水油渣的处理。
(1) Zimpro 工艺:美洲和欧洲有130 多个Zimpro 操作单元以W AO 技术来氧化污水油渣,它主要是在低压下通过氧化有机碎片来打破油渣絮状物结构,这样油渣更容易释放结合的水来提高脱水率。
这种操作单元还可用于湿式空气氧化中的碳再生。
其它Zimpro WAO操作单元分布在世界各地的化学、石油化工和医药工厂中。
(2) V erTech工艺:V erTech液相氧化工艺利用纯氧在密闭的地下氧化釜中处理油渣,大部分附在油渣上的氮通过V erTech中的生物硝化—脱硝工艺处理,废气则由催化反应器处理。
2.2.2 催化湿式空气氧化法的工业应用催化湿式氧化法能够对高浓度、有毒有害废水进行有效处理的一个决定性因素就是催化剂,CW AO 所使用的催化剂应具有氧化速度快、非选择性、理化性质稳定、使用寿命长、对废水中的毒物不敏感、耐磨损等特点。
CW AO 是一种有效的处理高浓度、有毒、有害、生物难降解废水的高级氧化技术。
由于非均相催化剂具有活性高、稳定性好、易分离等优点,已成为CW AO研究开发和实际应用重要方向。
催化剂正向多组分、高活性、廉价、稳定性好的方向发展,高效催化剂的研究对CW AO的广泛应用有重要的意义。
Levasseur B等[24]研究了以二氧化铈负载的铂为催化剂时,不同pH下的油酸的湿式空气催化氧化反应;戚蕴石等[25]也研究了催化湿式氧化法在处理VB6生产过程产生的废水方面的应用;Suresh K[26]等研究了催化湿式氧化法在处理工业废水中的应用,利用催化湿式氧化法除去工业废水中的有机物质。