摘要本文综述了过氧化钙的合成方法。
过氧化钙的制备方法有氢氧化钙法、氧化钙法、钙盐法、空气阴极法、喷雾法等。
通过添加稳定剂,提高了过氧化氢的利用率和产品中过氧化钙的含量。
本文还综述了过氧化钙的应用进展,它可用于水产养殖、畜牧业,种植业、食品工业、医用用品等方面。
像食品和饲料添加剂、水果和蔬菜保鲜剂等,应用极其广泛。
关键词:过氧化钙;合成;应用\AbstractThis article summarized the calcium superoxide synthetic method. The calcium superoxide preparation method has the calcium hydroxide law, the calcium oxide law, the calcium salt law, the air negative pole law, the atomization law and so on. Through the increase stabilizer, raised in the hydrogen peroxide use factor and the product the calcium superoxide content. This article also summarized the calcium superoxide application progress, it may use in the aquaculture, the animal husbandry, aspects and so on crop production, food industry, medical thing. likely food and the feed additive, the fruit and vegetable antistaling agent and so on, the application is extremely widespread.Key words: Calcium superoxide; Synthesis; Using目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)前言 (1)第1章过氧化钙的合成方法 (2)第1节氢氧化钙法 (2)第2节氧化钙法 (4)第3节钙盐法 (5)第2章过氧化钙的应用现状 (6)第1节水产养殖业上的应用 (6)第2节畜牧业上的应用 (8)第3节种植业上的应用 (8)第4节食品工业等方面的应用 (9)第5节其它方面的应用 (10)总结 (12)参考文献 (13)致谢 (15)前言过氧化钙(CaO2)为白色(工业品呈微黄色)结晶粉末,无臭、无味,无毒,微溶于水, 室温下稳定,加热到247℃时开始分解为氧和氧化钙;在湿空气中也会分解。
在水中缓慢分解释放出的活性氧,具有消毒杀菌的作用。
溶于酸产生过氧化氢[1,.2]。
从过氧化钙的本身性质出发,可根据钙源的不同,及反应条件的差异,过氧化钙的合成方法有所不同。
在本文中可见。
过氧化钙是一种新型的、环境友好的多功能无机化工产品, 由于它是一种非常稳定的过氧化物, 常温下干燥不分解, 有较强的漂白、杀菌、消毒作用且对环境无污染, 因此广泛应用于环保、农业、水产养殖、食品、冶金、化工等多个领域。
在我国,过氧化钙广泛应用于水产养殖、畜牧、农业、环保、食品加工等许多应用领域。
欧洲、日本等国早在六十年代末就对过氧化钙进行了工业化的研究,并逐渐开发出许多方面的用途。
如橡胶工业、化学工业、食品加工及建筑材料、涂料等。
随着应用科学技术的不断发展,过氧化钙的用途会日益广泛。
受益于过氧化钙行业生产技术不断提高以及下游需求市场不断扩大,过氧化钙行业在国内和国际市场上发展形势都十分看好。
虽然受金融危机影响使得过氧化钙行业近两年发展速度略有减缓,但随着我国国民经济的快速发展以及国际金融危机的逐渐消退,我国过氧化钙行业重新迎来良好的发展机遇。
总而言之,过氧化钙是一个很有应用价值和发展前途的化工产品。
具有广阔的市场前景。
随着应用领域的不断开辟,其需求量将不断增加。
本文就过氧化钙的合成与应用现状展开综述。
第1章过氧化钙的合成方法目前,过氧化钙的生产方法按所含钙原料,可分为氢氧化钙法、氧化钙法和钙盐法(氯化钙或碳酸钙)。
第1节氢氧化钙法氢氧化钙法有又可分为传统法,空气阴极法和喷雾干燥法1.1 传统法传统法主要是利用含钙的化合物与过氧化物发生氧化还原反应来制备湿的过氧化钙, 然后再经过分离, 脱水便可得过氧化钙产品。
有关过氧化钙的制备和放氧反应为:Ca( OH ) 2+ H2O2→ CaO2+ 2H2O ( 1)CaO2+ H2O→ Ca( OH) 2+ O2 ( 2)在这两个反应中,其中反应(1)用于过氧化钙的制备,反应(2)是过氧化钙释放活性氧的机理。
1.1.1 不用添加剂法内蒙古工业大学的何润霞、秦海莉、白雪教授[3]在1999年曾以氢氧化钙和过氧化物来制备过氧化钙。
过氧化物通常是过氧化氢,Ca (OH)2造价较低, 所以主要的原料成本来自过氧化氢, 而过氧化氢在碱性条件下分解很快, 为了降低其分解速度, 减少成本, 常采用浓的Ca( OH )2悬浮液与H2O2在常温下反应制备过氧化钙。
山东鲁南化肥厂的研究人员朱金伟、张金泉、李春玲以氢氧化钙和双氧水为原料合成过氧化钙。
首先将反应混合物(浆料)冷却。
再加进氧化钙去干燥此浆料,同时生成过氧化钙产品,如需得无水过氧化钙,则需进一步干燥。
若用浓缩的氢氧化钙水悬液,在冷却和不断搅拌下与浓缩的双氧水反应,反应结束后所得混合物直接喷雾、干燥,不需分离、提纯等过程,也可得到分散性好,粒度均匀的无水过氧化钙产品[4]。
应用上述方法的同时并采用射流反应器可以强化传质, 加速Ca(OH) 2固体的溶解, 从而可促进反应的进行, 而抑制过氧化氢分解反应的发生, 提高H2O2的利用率。
可促进过氧化钙生成, 从而可降低过氧化氢的成本.但单纯的用氢氧化钙制备过氧化钙纯度不够高。
耗能大[3]。
1.1.2 用添加剂法大连民族学院生命科学学院张伟,莫欣满等教授[4]在用氢氧化钙制备过氧化钙时通过加入新型稳定剂磷酸铵, 研究了合成过氧化钙的新工艺,讨论了原料配比、浓度、温度、时间、稳定剂加入量等因素对过氧化钙产率和纯度的影响程度, 在最佳条件下合成的CaO2纯度大于65 %。
四川理工学院的于海莲和胡震[9]教授在用氢氧化钙合成过氧化钙时,以磷酸二氢钠为稳定剂[9]。
该法不仅设备简单,操作方便,与传统的低温合成法相比,在大大降低了能耗与成本的同时,也带来了高品质的产品,而且无污染。
稳定性好[10]。
用氢氧化钙与过氧化氢反应制备过氧化钙。
不加稳定剂时,一般需要在0~5 ℃下进行反应;加入稳定剂后,反应可在室温下进行。
由于氢氧化钙微溶于水,也有使其先在铵盐溶液中溶解生成氨络合物,然后利用络合物解离出的Ca2 +与H2O2反应,生成过氧化钙的制备方法[5]。
通过加入稳定剂磷酸盐,不仅研究了常温水相中合成过氧化钙的新工艺,并且阐述原料配比、温度、稳定剂加入量等因素对过氧化钙产率和纯度的影响。
通过采用双桨叶与盘式干燥机进行两级干燥,可减少物料在湿态下的活性氧损失,过氧化钙质量分数可达60%以上,双氧水利用率≥70%[6]。
1.2空气阴极法空气阴极法制备过氧化钙的工艺,实质上是把过氧化钙的合成与过氧化氢的生产结合起来,通过降低关键原料过氧化氢的成本,来降低最终产品过氧化钙的生产成本。
其基本原理是,在碱性条件下,空气中的氧和水在特制的阴极上直接还原得过氧化氢,然后加入氢氧化钙进行反应制得产品过氧化钙[7]阴极:O2 + H2O + 2e-→HO- 2+OH-阳极: 2OH-→ 2e- +H2O + 1 /2O2此法生产能力比较小,只适用于小规模生产。
1.3喷雾干燥法将按一定比例配制好的过氧化氢和氢氧化钙的水悬浊液通过一个有多层圆心通道的喷嘴,进行气流雾化反应,可直接制得过氧化钙产品[8],气源是脱除水、油及二氧化碳的干燥氮气,反应压力为0. 2MPa,反应式如下:Ca (OH) 2 +H2O2 CaO2 + 2H2O此法工艺简单,产品纯度高,能耗低,能连续生产。
但该法操控难度较大,设备、管道易结垢堵塞,且存在爆炸的危险性第2节氧化钙法江南大学化工学院的丁先锋,段海宝,吴艳教授[11]以氧化钙和双氧水为原料,通过添加稳定剂,实现了过氧化钙的常温合成. 研究了反应时间、稳定剂的用量、原料配比等因素对过氧化钙的合成、纯度和产率的影响情况. 确定了最佳工艺条件.中国科学院青海盐湖研究所的葛飞,李权等[8]采用氧化钙为原料直接与双氧水反应制备过氧化钙。
加入稳定剂可以使反应在常温下进行,得到CaO2 ·8H2O,进行干燥处理。
并且反应中没有铵盐的加入;新工艺具有反应原料少,产品纯度高,没有外加杂质的引入和三废排放,是一种清洁的环保生产工艺.除此之外还有南平师范高等院校的江慧华,陈良壁教授[12]也用氧化钙为钙源制备过氧化钙。
其方法是通过以氧化钙和过氧化氢为主要原料,探索在常温下适当添加碱为稳定剂合成过氧化钙的新工艺及最佳工艺条件。
此方法通过加入适当的碱稳定剂探索了一条常温水相法合成过氧化钙的新工艺,所得到的过氧化钙产品产率和纯度较高,稳定性好。
与传统的低温合成相比,不仅降低了能量消耗和成本,而且该法操作简便,装置简单易控制,为过氧化钙的工业化生产及应用创造了条件。
所以通过本研究的改进与传统的低温合成方法相比,更有利于合成过氧化钙的生产及推广和应用。
第3节钙盐法3.1 氯化钙江苏盐城师范学院化学化工学院的吴秀红,周璇教授[13]以氯化钙和双氧水为主要原料,实现了过氧化钙的实验室制备,研究了反应时间、反应温度、稳定剂的用量、种类、投料配比等因素对过氧化钙的合成的影响,确定过氧化钙合成的最佳工艺条件。
制备的过氧化钙产品含量和产率都达到了60 %以上,各项指标都达到了理想要求。
在用氯化钙与过氧化氢制备过氧化钙时常常加入氨水,加氨水的目的是中和反应过程中产生的酸, CaCl2在氨水介质中先生成配合物,然后再与过氧化氢反应生成CaO2·8H2O ,经干燥脱水得无水CaO2。
反应式如下:CaCl2·6H2O + 2NH3→Ca (NH3) 2Cl2·6H2OCa(NH3)2Cl2·6H2O+2H2O2→2NH4Cl +CaO2·8H2OCaO2·8H2O →CaO2 + 8H2O该方法为液- 液反应,反应物能充分混合,但需要加入氨水中和副产物HCl,这会使CaO2产品存在氨的气味而难以用作食品添加剂,而且铵盐的存在会使CaO2分解[14]而造成有效成分含量的降低。