[發(fā)明專利]亞氯酸和二氧化氯的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910253258.1
• 申請(qǐng)日: 2002-07-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101844746A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 理查德·桑普森;阿利森·桑普森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 理查德·桑普森;阿利森·桑普森
• 主分類號(hào): C01B11/02
• 分類號(hào): C01B11/02;C01B11/08
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 王長(zhǎng)青

本申請(qǐng)為分案申請(qǐng)，其母案申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮?2817001.6，申請(qǐng)日為2002年7月29日，發(fā)明名稱為“亞氯酸和二氧化氯的制備方法”。

本發(fā)明涉及一種由亞氯酸鹽水溶液或氯酸鹽水溶液或者這兩種溶液的組合產(chǎn)生亞氯酸的方法。本發(fā)明還涉及利用亞氯酸催化產(chǎn)生二氧化氯的方法，所述方法在由亞氯酸鹽/氯酸鹽溶液制備亞氯酸之后或者與之同時(shí)進(jìn)行。

發(fā)明背景

通過(guò)如下反應(yīng)用酸對(duì)亞氯酸鹽水溶液或穩(wěn)定的二氧化氯水溶液(穩(wěn)定的亞氯酸鹽溶液)進(jìn)行酸化而產(chǎn)生亞氯酸是公知的：

Na⁺ClO₂^-+H⁺→H⁺ClO₂^-+Na⁺????(1)

另外公知的是隨著時(shí)間的變化，亞氯酸通過(guò)如下反應(yīng)慢慢分解為二氧化氯：

5HClO₂→4ClO₂+HCl+2H₂O??????(2)

在低酸和高亞氯酸根濃度下反應(yīng)(2)占主導(dǎo)地位，使得反應(yīng)很難控制，特別是在高堿性水源中時(shí)。另外，這種分解是很慢的。當(dāng)亞氯酸根濃度高于20,000mg/L時(shí)，在pH＜0.5時(shí)反應(yīng)速率為5分鐘。但當(dāng)相同亞氯酸鹽溶液的pH值增加至＞1.0時(shí)，60分鐘后反應(yīng)還沒(méi)有完成。

另外公知的是在氧化環(huán)境中，如在氯或陽(yáng)極的存在下，可以通過(guò)如下反應(yīng)由亞氯酸制備二氧化氯：

HClO₂-e^-→ClO₂+H⁺???????????(3)

另外已知的是通過(guò)如下兩步反應(yīng)由氯酸鹽的酸化產(chǎn)生亞氯酸：

Na⁺ClO₃^-+H⁺→H⁺ClO₃^-+Na⁺????(4)

HClO₃+HCl→HClO₂+HOCl???????(5)

在該反應(yīng)中，次氯酸即氯在水中的離子化形式也在反應(yīng)(5)中產(chǎn)生。通過(guò)如下機(jī)理中的一種產(chǎn)生二氧化氯：

HClO₃+HClO₂→2ClO₂+H₂O?????????????(6)

????????????????????+

HOCl+HCl→Cl₂+H₂O??????????????????(7)

????????????????????或

2HClO₂+HOCl+HCl→2ClO₂+2HCl+H₂O????(8)

但由氯酸鹽生產(chǎn)二氧化氯很難控制。在實(shí)踐中，需要過(guò)量酸度來(lái)開(kāi)始反應(yīng)，但如果酸度過(guò)高，下列副反應(yīng)占主要地位，只產(chǎn)生很少或者不產(chǎn)生二氧化氯。

ClO₃^-+6H⁺+6e^-→Cl^-+3H₂O????????????(9)

在實(shí)踐中，應(yīng)用下列還原反應(yīng)由氯酸鹽產(chǎn)生二氧化氯。必須應(yīng)用高濃度的所有前體來(lái)開(kāi)始反應(yīng)，但當(dāng)反應(yīng)沒(méi)有完成時(shí)，不希望的副產(chǎn)品或未反應(yīng)的前體物質(zhì)會(huì)污染二氧化氯溶液。另外，為了產(chǎn)生二氧化氯，必須存在氯離子，不管它是由氯酸根分解產(chǎn)生的還是加入的氯離子本身。由氯酸根產(chǎn)生二氧化氯的全部反應(yīng)如下：

2ClO₃^-+SO₂→2ClO₂+SO₄^2-???????????????(10)

4ClO₃^-+CH₃OH+4H⁺→4ClO₂+HCOOH+3H₂O????(11)

ClO₃^-+Cl^-+2H⁺→ClO₂+Cl₂+H₂O???????????(12)