專利名稱：用農(nóng)作物秸稈制備高純度二氧化氯的方法及其使用的催化劑的制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及消毒劑化合物制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種催化劑作用下用農(nóng)作物秸稈 制備高純度二氧化氯的方法及其使用的催化劑的制法。
背景技術(shù)：
二氧化氯在常溫常壓下是黃綠色或桔黃色氣體，由于其特殊的電子層不飽和結(jié)構(gòu)，在廣 泛的pH值范圍內(nèi)具有很強(qiáng)的氧化能力(氧化還原電極電位約1.50V)，被稱為高效、廣譜 滅菌消毒劑，世界衛(wèi)生組織(WH0)推薦其為A1級(jí)安全消毒劑。二氧化氯被廣泛用于飲用水 消毒，紙漿和織物漂白，食品加工，蔬菜水果保鮮，工業(yè)冷卻水和廢水處理,注水采油和油井 解堵，衛(wèi)生防疫和臨床滅菌消毒，水產(chǎn)養(yǎng)殖的水體消毒等多方面應(yīng)用，是一種很有發(fā)展前途 的消毒劑。氯氣是傳統(tǒng)的飲用水消毒劑，但是在使用過程中常引出一些弊病如氯與水中 的有機(jī)物、腐殖質(zhì)能生成致癌的氯代垸，與酚類生成有怪嗅味的氯酚。 一些發(fā)達(dá)國(guó)家已限 制使用氯氣作為飲用水消毒劑，美國(guó)一些水處理專家早已提議,在美國(guó)水廠禁止使用氯氣消 毒。1982年美國(guó)環(huán)保局推薦用二氧化氯作為飲用水消毒劑。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和國(guó)民生活 水平提高，用二氧化氯代替氯氣處理飲用水勢(shì)在必行。制備二氧化氯的方法有兩種化學(xué)法和電解法。電解法生產(chǎn)設(shè)備復(fù)雜，投資較大，生 產(chǎn)成本高。化學(xué)方法又分為還原氯酸鈉法和氧化或酸化亞氯酸鈉法。亞氯酸鈉法操作簡(jiǎn)便， 但生產(chǎn)成本高。國(guó)內(nèi)外常用還原氯酸鈉法批量生產(chǎn)二氧化氯，經(jīng)過多年來的研究開發(fā)，已 發(fā)展為以R系列法(Rt—R13)為主的十幾種生產(chǎn)方法，都是在強(qiáng)酸性介質(zhì)中還原氯酸鈉制 備C1。2 (無機(jī)鹽工業(yè)，2000， 5， 20-23)。還原劑有多種多樣，例如，S02、 a2S03、 aCl、 HC1、 CH3OH、 EtOH、 &02等。這些方法的缺點(diǎn)是生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品純度較低(常含有氯 氣)。近年來，有一些制備高純度二氧化氯的方法報(bào)道。例如，黎瑞珍等報(bào)道(瓊州大學(xué)學(xué)
報(bào)，2003， 10 (2) 15-17)將氯酸鈉溶于一定濃度的硫酸溶液中，在催化劑作用下制備高 純度二氧化氯，催化劑是用三種過渡金屬氧化物溶于鹽酸，加入正丁醇，用干燥瓷管吸附 處理，然后將吸附有催化劑的瓷管加入到一定溫度的反應(yīng)液中制備二氧化氯，二氧化氯純 度達(dá)98.4-99.8 %;而在該反應(yīng)中如果不采用催化劑，氯酸鈉和硫酸反應(yīng)劇烈難以控制，二 氧化氯的產(chǎn)率低、純度差；該反應(yīng)中瓷管吸附催化劑制備復(fù)雜，用氮?dú)獯党龆趸龋?5%KI溶液吸收，會(huì)使生產(chǎn)成本增高，該方法只能作為方法研究，沒有實(shí)用價(jià)值?，F(xiàn)有的 制備二氧化氯的方法中要么反應(yīng)速度較慢，要么反應(yīng)劇烈、危險(xiǎn)性高，不僅反應(yīng)條件較難 控制，而且操作復(fù)雜，關(guān)鍵是其二氧化氯產(chǎn)率低、純度差，生產(chǎn)成本也較高。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種用農(nóng)作物秸稈制備高純度二氧化氯的方法，其 反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)速度快，平穩(wěn)安全，操作簡(jiǎn)便，二氧化氯產(chǎn)率高、純度高，生產(chǎn)成本 低。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案將粉碎至100-120目的農(nóng)作物秸稈和催化劑加入到氯酸鈉溶液中，控制氯酸鈉農(nóng)作物秸桿催化劑的質(zhì)量比為10 : 1.20-2.20 : 0.01-0.10 ，其中，農(nóng)作物秸稈的質(zhì) 量配比是按照其含水率不超過0.5—1.0% (重量百分比)時(shí)的重量計(jì)算的；然后，將反應(yīng) 體系在水浴中加熱到60-7(TC，開始邊攪拌邊緩慢加入l : l硫酸(體積比)，控制反應(yīng)溫 度為50-90 °C，體系硫酸濃度為4. 5-8. Omol/L，在負(fù)壓下用導(dǎo)管將生成的二氧化氯引出， 用冰水吸收，反應(yīng)時(shí)間為30-120分；所述催化劑為配合物型檸檬酸氧釩酸銨。進(jìn)一步，所述農(nóng)作物秸稈采用甘蔗渣、稻草、小麥稈、玉米稈、花生殼和常青草其中 的一種；采用甘蔗渣時(shí)，控制氯酸鈉甘蔗渣催化劑的質(zhì)量比為10 : 1.20-1.80 :0. 01-0.10;采用稻草時(shí)，控制氯酸鈉稻草催化劑的質(zhì)量比為10 :1.20-2.00 :0.01-0.10;采用小麥稈時(shí)，控制氯酸鈉小麥稈催化劑的質(zhì)量比為10 :1. 30-2. 00 : 0. 01-0. 10;采用玉米稈時(shí)，控制氯酸鈉玉米稈催化劑的質(zhì)量比為10 :1. 40-2. 00 : 0. 01-0.10;采用花生殼時(shí)，控制氯酸鈉花生殼催化劑的質(zhì)量比為10 : 1.30-2.00: 0.01-0. 10;采用常青草時(shí)，控制氯酸鈉常青草催化劑的質(zhì)量比為10 : 1. 50-2. 20 : 0. Ol-O. 10。本發(fā)明的另一目的在于提供所述用農(nóng)作物秸稈制備高純度二氧化氯的方法過程中使用 的催化劑的制備方法，技術(shù)方案如下將偏釩酸鈉和檸檬酸溶于水，然后加入適量氨水， 在室溫下用電磁攪拌器攪拌反應(yīng)后制得本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明是用農(nóng)作物秸稈水解還原氯酸鈉制備二氧化氯，同時(shí)開 發(fā)出一種配合物型擰檬酸氧釩(V)酸銨作催化劑，在催化劑作用下，在硫酸溶液介質(zhì)中，用甘蔗渣、稻草、麥桿、玉米桿、花生殼、常青草水解還原氯酸鈉制備高純度二氧化氯， 反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)速度快，平穩(wěn)安全，操作簡(jiǎn)便，二氧化氯純度高，生產(chǎn)成本低。我國(guó) 中西部地區(qū)以農(nóng)業(yè)為主，有著豐富的農(nóng)作物秸稈、糠殼和青草資源沒有得到合理利用，有 些被焚燒掉或扔掉，造成嚴(yán)重浪費(fèi)。選用甘蔗渣、稻草、麥桿、玉米桿、花生殼和青草作 還原劑，是廢物利用，變廢為寶，大大降低了生產(chǎn)成本。這種新技術(shù)的開發(fā)對(duì)中西部地區(qū) 發(fā)展特色農(nóng)業(yè)，促進(jìn)農(nóng)副產(chǎn)品深加工業(yè)，延長(zhǎng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，帶動(dòng)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收具有重要的 現(xiàn)實(shí)意義。本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在 某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從 本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過說明書、權(quán)利要求書或者附 圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:取20 mL 500克/ L的氯酸鈉溶液加入到裝有電動(dòng)攪拌的250 mL三頸燒瓶中，再加 入1. 40克干燥的120目甘蔗渣和0. 06克催化劑，邊攪拌邊在水浴中加熱至60 °C，用恒壓分液漏斗向三頸燒瓶中滴加31.5 mL 1 : l硫酸，同時(shí)開動(dòng)真空泵，用導(dǎo)氣管將新生成 的二氧化氯引出，用五級(jí)冰水吸收。當(dāng)l : l硫酸加完時(shí)(體系硫酸濃度約為5.5 mol/L)， 將水浴溫度升高到70 t:繼續(xù)反應(yīng)，待三頸燒瓶的反應(yīng)液的黃綠色褪去，呈淺藍(lán)色透明溶 液，結(jié)束反應(yīng)，大約用70mi.。將五個(gè)吸收瓶的二氧化氯水溶液混合均勻后，取樣，用碘 量法測(cè)定二氧化氯的含量。二氧化氯產(chǎn)率85.59 %，純度99.08 %。 實(shí)施例2:取20 mL 500克/ L的氯酸鈉溶液加入到裝有電動(dòng)攪拌的250 mL三頸燒瓶中，再加 入1.50克干燥的120目甘蔗渣和0.06克催化劑，邊攪拌邊在水浴中加熱至60 °C，用 恒壓分液漏斗向三頸燒瓶中滴加25.0 mL 1 : l硫酸，同時(shí)開動(dòng)真空泵，用導(dǎo)氣管將新生 成的二氧化氯引出，用五級(jí)冰水吸收。當(dāng)1 : l硫酸加完時(shí)(體系硫酸濃度約為5.0mol/L), 將水浴溫度升高到65 "C繼續(xù)反應(yīng)，待三頸燒瓶的反應(yīng)液的黃綠色褪去，呈淺藍(lán)色透明溶 液，結(jié)束反應(yīng)，大約用66mi.。將五個(gè)吸收瓶的二氧化氯水溶液混合均勻后，取樣，用碘 量法測(cè)定二氧化氯的含量。二氧化氯產(chǎn)率85. 64 %，純度97. 99 %。實(shí)施例3:取20 mL 500克/ L的氯酸鈉溶液加入到裝有電動(dòng)攪拌的250 mL三頸燒瓶中，再加 入1.35克干燥的120目的稻草和0.06克催化劑，邊攪拌邊在水浴中加熱至70 'C，用 恒壓分液漏斗向三頸燒瓶中滴加31.5 mL 1 : l硫酸，同時(shí)開動(dòng)真空泵，用導(dǎo)氣管將新生 成的二氧化氯引出，用五級(jí)冰水吸收。當(dāng)1 : 1硫酸加完時(shí)(體系硫酸濃度約為5.5mol/L)， 將水浴溫度升高到80 。C繼續(xù)反應(yīng)，待三頸燒瓶的反應(yīng)液的黃綠色褪去，呈淺藍(lán)色透明溶 液，結(jié)束反應(yīng)，大約用50mi.。將五個(gè)吸收瓶的二氧化氯水溶液混合均勻后，取樣，用碘 量法測(cè)定二氧化氯的含量。二氧化氯產(chǎn)率86.34 %，純度98 25 %。實(shí)施例4:取20 mL 500克/ L的氯酸鈉溶液加入到裝有電動(dòng)攪拌的250 mL三頸燒瓶中，再加 入1.50克干燥的120目稻草和0.08克催化劑，邊攪拌邊在水浴中加熱至70 °C，用恒壓 分液漏斗向三頸燒瓶中滴加25.0 mL 1 : l硫酸，同時(shí)開動(dòng)真空泵，用導(dǎo)氣管將新生成的
二氧化氯引出，用五級(jí)冰水吸收。當(dāng)1 : 1硫酸加完時(shí)(體系硫酸濃度約為5.0 mol/L)， 將水浴溫度升高到80 'C繼續(xù)反應(yīng)，待三頸燒瓶的反應(yīng)液的黃綠色褪去，呈淺藍(lán)色透明溶 液，結(jié)束反應(yīng)，大約用55 mi.。將五個(gè)吸收瓶的二氧化氯水溶液混合均勻后，取樣，用碘 量法測(cè)定二氧化氯的含量。二氧化氯產(chǎn)率87.20 %,純度98 62 %。 實(shí)施例5:取20 mL 500克/ L的氯酸鈉溶液加入到裝有電動(dòng)攪拌的250 mL三頸燒瓶中，再加 入1.45克干燥的120目的麥桿和0.03克催化劑，邊攪拌邊在水浴中加熱至70 。C，用 恒壓分液漏斗向三頸燒瓶中滴加31.5 mL 1 : l硫酸，同時(shí)開動(dòng)真空泵，用導(dǎo)氣管將新生 成的二氧化氯引出，用五級(jí)冰水吸收。當(dāng)1 : l硫酸加完時(shí)(體系硫酸濃度約為5.5mol/L)， 將水浴溫度升高到80 t;繼續(xù)反應(yīng)，待三頸燒瓶的反應(yīng)液的黃綠色褪去，呈淺藍(lán)色透明溶 液，結(jié)束反應(yīng)，大約用70mi.。將五個(gè)吸收瓶的二氧化氯水溶液混合均勻后，取樣，用碘 量法測(cè)定二氧化氯的含量。二氧化氯產(chǎn)率85.62 %，純度97 89 %。實(shí)施例6:取20 mL 500克/ L的氯酸鈉溶液加入到裝有電動(dòng)攪拌的250 mL三頸燒瓶中，再加 入1.60克干燥的120目的麥桿和0.06克催化劑，邊攪拌邊在水浴中加熱至70 °C，用 恒壓分液漏斗向三頸燒瓶中滴加31.5 mL 1 : l硫酸，同時(shí)開動(dòng)真空泵，用導(dǎo)氣管將新生 成的二氧化氯引出，用五級(jí)冰水吸收。當(dāng)1 : l硫酸加完時(shí)(體系硫酸濃度約為5.5mol/L)， 將水浴溫度升高到80 。C繼續(xù)反應(yīng)，待三頸燒瓶的反應(yīng)液的黃綠色褪去，呈淺藍(lán)色透明溶 液，結(jié)束反應(yīng)，大約用65rai.。將五個(gè)吸收瓶的二氧化氯水溶液混合均勻后，取樣，用碘 量法測(cè)定二氧化氯的含量。二氧化氯產(chǎn)率86 20%，純度98 20 %。實(shí)施例7:取20 mL 500克/ L的氯酸鈉溶液加入到裝有電動(dòng)攪拌的250 mL三頸燒瓶中，再加 入1.60克干燥的120目的玉米桿和0. 10克催化劑，邊攪拌邊在水浴中加熱至70 °C， 用恒壓分液漏斗向三頸燒瓶中滴加31.5 mL 1 : l硫酸，同時(shí)開動(dòng)真空泵，用導(dǎo)氣管將新 生成的二氧化氯引出，用五級(jí)冰水吸收。當(dāng)1 :1硫酸加完時(shí)(體系硫酸濃度約為5. 5 mol/L)，
將水浴溫度保持70 'C繼續(xù)反應(yīng)，待三頸燒瓶的反應(yīng)液的黃綠色褪去，呈淺藍(lán)色透明溶液， 結(jié)束反應(yīng)，大約用105 mi.。將五個(gè)吸收瓶的二氧化氯水溶液混合均勻后，取樣，用碘量 法測(cè)定二氧化氯的含量。二氧化氯產(chǎn)率87.20 %，純度97.80 %。 實(shí)施例8:取20 mL 500克/ L的氯酸鈉溶液加入到裝有電動(dòng)攪拌的250 mL三頸燒瓶中，再加 入1.80克干燥的120目的玉米桿和O.IO克催化劑，邊攪拌邊在水浴中加熱至70 'C，用 恒壓分液漏斗向三頸燒瓶中滴加40.0 mL 1 : l硫酸，同時(shí)開動(dòng)真空泵，用導(dǎo)氣管將新生 成的二氧化氯引出，用五級(jí)冰水吸收。當(dāng)l: l硫酸加完時(shí)(體系硫酸濃度約為6.0mol/L)， 將水浴溫度升高到80 'C繼續(xù)反應(yīng)，待三頸燒瓶的反應(yīng)液的黃綠色褪去，呈淺藍(lán)色透明溶 液，結(jié)束反應(yīng)，大約用85mi.。將五個(gè)吸收瓶的二氧化氯水溶液混合均勻后，取樣，用碘 量法測(cè)定二氧化氯的含量。二氧化氯產(chǎn)率86.50%，純度98. 10 %。實(shí)施例9:取20 mL 500克/ L的氯酸鈉溶液加入到裝有電動(dòng)攪拌的250 raL三頸燒瓶中，再加 入1.35克干燥的120目的花生殼和0.08克催化劑，邊攪拌邊在水浴中加熱至60 °C， 用恒壓分液漏斗向三頸燒瓶中滴加31.5 mL 1 : l硫酸，同時(shí)開動(dòng)真空泵，用導(dǎo)氣管將新 生成的二氧化氯引出，用五級(jí)冰水吸收。當(dāng)1 :1硫酸加完時(shí)(體系硫酸濃度約為5. 5 mol/L)， 將水浴溫度升高到80 'C繼續(xù)反應(yīng)，待三頸燒瓶的反應(yīng)液的黃綠色褪去，呈淺藍(lán)色透明溶 液，結(jié)束反應(yīng)，大約用70mi.。將五個(gè)吸收瓶的二氧化氯水溶液混合均勻后，取樣，用碘 量法測(cè)定二氧化氯的含量。二氧化氯產(chǎn)率84 26%，純度98 89 %。實(shí)施例10:取20 mL 500克/ L的氯酸鈉溶液加入到裝有電動(dòng)攪拌的250 mL三頸燒瓶中，再加 入1. 50克干燥的120目的花生殼和0. 05克催化劑，邊攪拌邊在水浴中加熱至70 'C，用 恒壓分液漏斗向三頸燒瓶中滴加3L5 mL 1 : l硫酸，同時(shí)開動(dòng)真空泵，用導(dǎo)氣管將新生 成的二氧化氯引出，用五級(jí)冰水吸收。當(dāng)1 : l硫酸加完時(shí)(體系硫酸濃度約為5.5mol/L)， 將水浴溫度升高到80 'C繼續(xù)反應(yīng)，待三頸燒瓶的反應(yīng)液的黃綠色褪去，呈淺藍(lán)色透明溶
液，結(jié)束反應(yīng)，大約用65mi.。將五個(gè)吸收瓶的二氧化氯水溶液混合均勻后，取樣，用碘 量法測(cè)定二氧化氯的含量。二氧化氯產(chǎn)率85.14 %，純度98.75 %。 實(shí)施例lh取20 mL 500克/ L的氯酸鈉溶液加入到裝有電動(dòng)攪拌的250 mL三頸燒瓶中，再加 入1.70克干燥的120目的常青草和0. 10克催化劑，邊攪拌邊在水浴中加熱至60 °C， 用恒壓分液漏斗向三頸燒瓶中滴加25.0 raL 1 : l硫酸，同時(shí)開動(dòng)真空泵，用導(dǎo)氣管將新 生成的二氧化氯引出，用五級(jí)冰水吸收。當(dāng)1 :1硫酸加完時(shí)(體系硫酸濃度約為5. Omol/L)， 將水浴溫度升高到70 'C繼續(xù)反應(yīng)，待三頸燒瓶的反應(yīng)液的黃綠色褪去，呈淺藍(lán)色透明溶 液，結(jié)束反應(yīng)，大約用100 mi.。將五個(gè)吸收瓶的二氧化氯水溶液混合均勻后，取樣，用 碘量法測(cè)定二氧化氯的含量。二氧化氯產(chǎn)率84.97 %，純度97. 71 %。實(shí)施例12:取20 mL 500克/ L的氯酸鈉溶液加入到裝有電動(dòng)攪拌的250 mL三頸燒瓶中，再加 入1.70克干燥的120目常的青草和0.08克催化劑，邊攪拌邊在水浴中加熱至60 'C， 用恒壓分液漏斗向三頸燒瓶中滴加31.5 mL 1 : l硫酸，同時(shí)開動(dòng)真空泵，用導(dǎo)氣管將新 生成的二氧化氯引出，用五級(jí)冰水吸收。當(dāng)1 :1硫酸加完時(shí)(體系硫酸濃度約為5. 5 mol/L)， 將水浴溫度升高到70 'C繼續(xù)反應(yīng)，待三頸燒瓶的反應(yīng)液的黃綠色褪去，呈淺藍(lán)色透明溶 液，結(jié)束反應(yīng)，大約用65mi.。將五個(gè)吸收瓶的二氧化氯水溶液混合均勻后，取樣，用碘 量法測(cè)定二氧化氯的含量。二氧化氯產(chǎn)率87.90 %，純度97.71 %。 實(shí)施例13:本實(shí)施例為制備上述實(shí)施例中所述的催化劑的實(shí)施例，上述實(shí)施例中所述的催化劑均采 用檸檬酸氧釩酸銨，其制備實(shí)施方式如下將偏釩酸鈉(aV03，4H20) 3.88克(0.02mmo1) 和檸檬酸4.20克(0.02mmo1)加入到250mL燒杯中，用100mL水溶解，加入1.40mL250/0 氨水，在室溫下用電磁攪拌器攪拌、反應(yīng)3小時(shí)，過濾，濾液在6(TC水浴中濃縮、蒸發(fā)至 干，研碎，得棕綠色檸檬酸氧釩酸銨粉末。本發(fā)明實(shí)施時(shí)產(chǎn)生的廢液和廢渣可以采用下述方法處理首先，將反應(yīng)廢液和廢渣混合物用砂芯漏斗減壓過濾，廢渣放在500mL燒杯中，加適量的濃氨水中和至近中性，攪拌均勻，用塑料布密封，室溫下保持l-2天，然后將其攤放 在平板上風(fēng)干，制得優(yōu)質(zhì)有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥。其次，取250 mL過濾廢液于500 mL瓷蒸發(fā)皿中，將瓷蒸發(fā)皿放在電爐上方通過空氣 加熱，邊加熱邊攪拌進(jìn)行慢慢蒸發(fā)，廢液顏色逐漸由淺藍(lán)色~"^綠色~^深綠色。當(dāng)廢液濃縮至出現(xiàn)大量晶膜時(shí)，冷卻到室溫，有大量10水硫酸鈉結(jié)晶析出。用砂芯漏斗減壓 過濾，用少量稀aOH溶液洗滌，晾干，得工業(yè)用10水硫酸鈉。將洗滌液和濾液合并，繼續(xù) 蒸發(fā)濃縮，當(dāng)濾液顏色變?yōu)樯铧S色時(shí)(含硫酸的量約為9.0mol/L)，冷卻到室溫，減壓過 濾，用少量稀aOH溶液洗滌，得第二批10水硫酸鈉。濾液代替l : l硫酸進(jìn)行重復(fù)使用。 本發(fā)明制備二氧化氯的還原劑是甘蔗渣、稻草、麥秸、玉米秸、花生殼和常青草，其 主要成分是粗纖維素、淀粉、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)和油脂。粗纖維素包括纖維素、半纖維素、 多縮戊糖及鑲嵌,質(zhì)(木質(zhì)素、角質(zhì))等，纖維素約占秸稈含碳水化合物的30—60%，半 纖維素占5—10%，木質(zhì)素占10—20%。在加熱條件下，在強(qiáng)酸性介質(zhì)中，纖維素、半纖維 素、多縮戊糖和淀粉能水解成葡萄糖，葡萄糖還原氯酸鈉生成二氧化氯，其反應(yīng)方程式如 下C6H1206+24NaC103+ 12H2S04 = 24C102+6C02 +12Na2S04 + 18H20本發(fā)明與現(xiàn)有制備二氧化氯的技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1. 本發(fā)明選用甘蔗渣、稻草、麥秸、玉米秸、花生殼和常青草作為制備二氧化氯的原 料，廉價(jià)宜得，易水解，水解產(chǎn)物反應(yīng)活性高，生產(chǎn)成本低。2. 在催化劑作用下，在硫酸溶液介質(zhì)中，用甘蔗渣、稻草、麥秸、玉米秸、花生殼和 常青草水解還原氯酸鈉制二氧化氯，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)速度快，平穩(wěn)安全，易于操作， 制得的二氧化氯的純度高。3. 開發(fā)出一種配合物型檸檬酸氧釩酸銨作催化劑，無毒無害，原料價(jià)廉宜得，制備工藝簡(jiǎn)便，催化活性高、用量少，生產(chǎn)成本低。4. 用甘蔗渣、稻草、麥秸、玉米秸、花生殼和常青草水解還原氯酸鈉制備二氧化氯， 剩余廢液和廢渣處理技術(shù)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，便于操作，回收了副產(chǎn)品IO水硫酸鈉，廢酸重復(fù)
使用，減少了環(huán)境污染，降低了生產(chǎn)成本。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1. 一種用農(nóng)作物秸桿制備高純度二氧化氯的方法，其特征在于將粉碎至100-120目的農(nóng)作物秸稈和催化劑加入到氯酸鈉溶液中，并控制氯酸鈉農(nóng)作物秸稈催化劑的質(zhì)量比為10:1.20-2.20:0.01-0.10，其中，農(nóng)作物秸稈的質(zhì)量配比是按照其含水率不超過0.5—1.0％(重量百分比)時(shí)的重量計(jì)算的；然后，將反應(yīng)體系在水浴中加熱到60-70℃，開始邊攪拌邊緩慢加入11硫酸(體積比)，控制反應(yīng)溫度為50-90℃，體系硫酸濃度為4.5-8.0mol/L，在負(fù)壓下用導(dǎo)管將生成的二氧化氯引出，用冰水吸收，反應(yīng)時(shí)間為30-120分；所述催化劑為配合物型檸檬酸氧釩酸銨。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用農(nóng)作物秸稈制備高純度二氧化氯的方法，其特征在于所述農(nóng) 作物秸稈采用甘蔗渣、稻草、小麥稈、玉米稈、花生殼和常青草其中的一種；采用甘蔗 渣時(shí)，控制氯酸鈉甘蔗渣催化劑的質(zhì)量比為10 : 1.20-1.80 : 0.01-0.10; 采用稻草時(shí)，控制氯酸鈉稻草催化劑的質(zhì)量比為IO : 1.20-2.00 :0.01-0.10;采用小麥稈時(shí)，控制氯酸鈉小麥稈催化劑的質(zhì)量比為IO : 1.30-2.00 :0. 01-0. 10;采用玉米稈時(shí)，控制氯酸鈉玉米稈催化劑的質(zhì)量比為IO : 1. 40-2. 00 0.01-0. 10;采用花生殼時(shí)，控制氯酸鈉花生殼催化劑的質(zhì)量比為10 : 1.30-2.00: 0.01-0. 10;采用常青草時(shí)，控制氯酸鈉常青草催化劑的質(zhì)量比為10 : 1.50-2.20: 0. 01-0. 10。
3. 所述用農(nóng)作物秸稈制備高純度二氧化氯的方法中使用的催化劑檸檬酸氧釩酸銨的制備方法，其特征在于將偏釩酸鈉和擰檬酸溶于水，然后加入適量氨水，在室溫下用電磁攪拌器攪拌反應(yīng)后制得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用農(nóng)作物秸稈制備高純度二氧化氯的方法，將粉碎的干燥的農(nóng)作物秸稈和催化劑加入到氯酸鈉溶液中，并控制氯酸鈉∶農(nóng)作物秸稈∶催化劑的質(zhì)量比為10∶1.20-2.20∶0.01-0.10，然后，將反應(yīng)體系在水浴中加熱到60-70℃，開始邊攪拌邊緩慢加入1∶1硫酸，控制反應(yīng)溫度為50-90℃，體系硫酸濃度為4.5-8.0mol/L，在負(fù)壓導(dǎo)出二氧化氯，用冰水吸收，所述催化劑為配合物型檸檬酸氧釩酸銨；本發(fā)明的反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)速度快，平穩(wěn)安全，操作簡(jiǎn)便，二氧化氯產(chǎn)率高、純度高，生產(chǎn)成本低。
文檔編號(hào)C01B11/00GK101391751SQ200810230670
公開日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者吳本來, 超 張, 張鐵財(cái), 張鴻云, 徐金霞, 牛云垠, 王鳳珍 申請(qǐng)人:鄭州大學(xué)