本發(fā)明涉及次氯酸鈉制備，尤其涉及一種基于電子束輻射的次氯酸鈉合成方法。

背景技術(shù)：

1、目前，次氯酸鈉是一種無機(jī)化合物，屬于次氯酸鹽家族中最常見的一種。它是一種淡黃色透明液體，具有強(qiáng)烈的刺激性氣味，是廣泛應(yīng)用的強(qiáng)氧化劑和漂白劑。次氯酸鈉在水中解離產(chǎn)生的次氯酸具有極強(qiáng)的消毒能力，能夠有效地殺死細(xì)菌、病毒和其他微生物，因此被廣泛應(yīng)用于水處理、醫(yī)療衛(wèi)生、食品加工、紡織品和紙漿漂白等領(lǐng)域。

2、目前現(xiàn)有技術(shù)中，次氯酸鈉的合成方法主要有以下幾種：

3、液堿氯化法：這是工業(yè)上最常用的方法。通過將氯氣通入稀釋的氫氧化鈉(naoh)溶液中，在適宜的溫度下反應(yīng)生成次氯酸鈉、氯化鈉和水。該方法控制反應(yīng)條件可以制備不同純度級(jí)別的次氯酸鈉。

4、電解食鹽水法：此法直接電解飽和或稀釋的食鹽(nacl)水溶液，在電解槽中，通過電解作用將食鹽分解為次氯酸鈉、氫氣和氯氣。陽極產(chǎn)生氯氣，陰極產(chǎn)生氫氣和氫氧化鈉，隨后氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉。

5、然而目前傳統(tǒng)的制備次氯酸鈉的合成方法存在以下問題：

6、液堿氯化法直接使用氯氣，氯氣具有高度毒性且易燃易爆，對(duì)操作安全要求極高，而且氯氣與氫氧化鈉的反應(yīng)條件需要嚴(yán)格控制，過程中產(chǎn)生的氯化鈉和濕氯氣對(duì)設(shè)備有較強(qiáng)的腐蝕性。

7、電解食鹽水法的電解過程中氯氣與氫氧化鈉的副反應(yīng)可能導(dǎo)致產(chǎn)物中含有一定比例的氯化鈉和次氯酸鈉混合物，影響最終產(chǎn)品的純度。

8、上述傳統(tǒng)方法均無法高效地直接利用物理手段引發(fā)反應(yīng)，導(dǎo)致次氯酸鈉合成效率較低，傳統(tǒng)方法依賴于化學(xué)氧化劑或催化劑，這些物質(zhì)的使用不僅增加了反應(yīng)的復(fù)雜性，還可能引入雜質(zhì)，影響最終產(chǎn)品的純度。

9、對(duì)此，本申請(qǐng)?zhí)靥岢鲆环N基于電子束輻射的次氯酸鈉合成方法以解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了本發(fā)明提供了一種基于電子束輻射的次氯酸鈉合成方法，本發(fā)明采用電子加速器對(duì)反應(yīng)介質(zhì)直接輻射，電子束直接輻射作為一種高效的物理手段，能夠快速引發(fā)水溶液中氯化鈉分子的電離和自由基反應(yīng)，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為次氯酸鈉，本發(fā)明避免了傳統(tǒng)化學(xué)氧化劑或催化劑的使用，減少了副反應(yīng)的發(fā)生，從而提升了合成效率和最終產(chǎn)品的純度，通過控制電子束的劑量，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)進(jìn)程的精確調(diào)控，確保產(chǎn)物的高質(zhì)量。

2、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于電子束輻射的次氯酸鈉合成方法，包括以下步驟：

3、步驟s1：制備含有氯化鈉的質(zhì)量濃度為0.5wt％至5wt％的水溶液作為基礎(chǔ)反應(yīng)介質(zhì)；

4、步驟s2：向所述基礎(chǔ)反應(yīng)介質(zhì)中加入磷酸氫二鈉與磷酸二氫鈉，并調(diào)節(jié)ph值至7.0至8.5；

5、步驟s3：在步驟s2得到的基礎(chǔ)反應(yīng)介質(zhì)中添加不大于1wt％的銀離子促進(jìn)劑和乙二醇；

6、步驟s4：將步驟s3得到的基礎(chǔ)反應(yīng)介質(zhì)置入耐壓反應(yīng)容器；

7、步驟s5：使用0.5mev至5mev加速電壓的電子加速器對(duì)反應(yīng)介質(zhì)直接輻射，輻射劑量設(shè)定在5kgy至50kgy；

8、步驟s6：對(duì)輻射后的反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行冷卻，對(duì)冷卻后的反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行過濾、提純，得到次氯酸鈉溶液；

9、步驟s7：調(diào)整次氯酸鈉溶液的濃度為5wt％至15wt％。

10、進(jìn)一步的，所述步驟s3中添加的銀離子促進(jìn)劑的濃度為0.01wt％至0.05wt％。

11、進(jìn)一步的，所述步驟s3中添加的乙二醇添加量為反應(yīng)介質(zhì)總質(zhì)量的0.1wt％至0.5wt％。

12、進(jìn)一步的，所述步驟s4中的耐壓反應(yīng)容器采用不銹鋼材料，在耐壓反應(yīng)容器內(nèi)表面涂覆有一層厚度為50nm至200nm的抗輻射涂層，該涂層由含氟聚合物與納米二氧化鈦復(fù)合而成。

13、進(jìn)一步的，所述步驟s5中電子束輻射期間，維持基礎(chǔ)反應(yīng)介質(zhì)溫度在20℃至40℃范圍內(nèi)。

14、進(jìn)一步的，所述步驟s6中通過冷卻裝置對(duì)輻射5分鐘內(nèi)的反應(yīng)介質(zhì)溫度降至室溫。

15、進(jìn)一步的，所述步驟s6中對(duì)冷卻后的反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行過濾、提純，得到次氯酸鈉溶液包括：

16、步驟s6-1：使用孔徑不大于0.2μm的濾膜去除反應(yīng)介質(zhì)中的懸浮顆粒和未完全反應(yīng)的固體雜質(zhì)；

17、步驟s6-2：通過反滲透膜或納濾膜，進(jìn)一步去除反應(yīng)介質(zhì)中的小分子有機(jī)雜質(zhì)及殘留的無機(jī)鹽，確保次氯酸鈉溶液的純度至少達(dá)到99.5％；

18、步驟s6-3：采用離子交換柱，針對(duì)陽離子、陰離子進(jìn)行深度凈化，去除影響產(chǎn)品穩(wěn)定性的過渡金屬離子。

19、進(jìn)一步的，所述步驟s6-3中的陽離子包括銅離子、鐵離子、錳離子、鎳離子、鉻離子，陰離子包括溴離子、碘離子、硫酸根離子、碳酸根離子與碳酸氫根離子。

20、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明提供了一種基于電子束輻射的次氯酸鈉合成方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

21、1.本發(fā)明采用電子加速器對(duì)反應(yīng)介質(zhì)直接輻射，電子束直接輻射作為一種高效的物理手段，能夠快速引發(fā)水溶液中氯化鈉分子的電離和自由基反應(yīng)，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為次氯酸鈉，不需要直接使用氯氣，從而消除了氯氣的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和操作中的高度毒性和爆炸風(fēng)險(xiǎn)，大幅提升了生產(chǎn)安全性；本發(fā)明避免了傳統(tǒng)化學(xué)氧化劑或催化劑的使用，減少了副反應(yīng)的發(fā)生，從而提升了合成效率和最終產(chǎn)品的純度，通過控制電子束的劑量，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)進(jìn)程的精確調(diào)控，確保產(chǎn)物的高質(zhì)量。

22、2.在次氯酸鈉的合成中，電子束能夠幾乎瞬時(shí)激發(fā)水分子形成自由基，這些自由基隨后參與氧化反應(yīng)，快速將氯化鈉轉(zhuǎn)化為次氯酸鈉，整個(gè)過程可以在較短時(shí)間內(nèi)完成，提高了生產(chǎn)效率。這種“即時(shí)啟動(dòng)”的特性意味著反應(yīng)可以在相對(duì)短的時(shí)間尺度內(nèi)達(dá)到高轉(zhuǎn)化率，減少了能耗和時(shí)間成本，同時(shí)也減小了副反應(yīng)的可能性，有利于獲得更高純度的產(chǎn)品。

23、3.該方法無需使用傳統(tǒng)的化學(xué)氧化劑或催化劑，減少了化學(xué)藥品的消耗和副產(chǎn)品的生成，降低了對(duì)環(huán)境的污染，在封閉的反應(yīng)容器中進(jìn)行，減少了有害氣體的釋放，對(duì)環(huán)境更為友好整個(gè)過程更加綠色節(jié)能。

24、4.本發(fā)明采用乙二醇作為乙二醇，有效防止了次氯酸鈉的分解，同時(shí)通過離子交換柱深度凈化去除可能影響穩(wěn)定性的過渡金屬離子，增強(qiáng)了最終產(chǎn)品的穩(wěn)定性和儲(chǔ)存期限。

25、5.本發(fā)明過濾提純步驟可以有效去除了反應(yīng)介質(zhì)中的各種雜質(zhì)，包括懸浮顆粒、有機(jī)物、無機(jī)鹽及特定離子，不僅提高了次氯酸鈉的純度，也提升了產(chǎn)品的使用安全性。

26、6.本發(fā)明中的耐壓反應(yīng)容器采用不銹鋼材質(zhì)并涂覆抗輻射涂層，提高了容器的耐久性和在輻射環(huán)境下的穩(wěn)定性，延長了設(shè)備使用壽命，降低了維護(hù)成本。

27、綜上所述，該技術(shù)方案不僅實(shí)現(xiàn)了高純度次氯酸鈉的高效合成，而且在環(huán)境保護(hù)、能效、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全等方面均展現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，具有重要的實(shí)用價(jià)值和推廣前景。

技術(shù)特征：

1.一種基于電子束輻射的次氯酸鈉合成方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子束輻射的次氯酸鈉合成方法，其特征在于，所述步驟s3中添加的銀離子促進(jìn)劑的濃度為0.01wt％至0.05wt％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子束輻射的次氯酸鈉合成方法，其特征在于，所述步驟s3中添加的乙二醇添加量為反應(yīng)介質(zhì)總質(zhì)量的0.1wt％至0.5wt％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子束輻射的次氯酸鈉合成方法，其特征在于，所述步驟s4中的耐壓反應(yīng)容器采用不銹鋼材料，在耐壓反應(yīng)容器內(nèi)表面涂覆有一層厚度為50nm至200nm的抗輻射涂層，該涂層由含氟聚合物與納米二氧化鈦復(fù)合而成。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子束輻射的次氯酸鈉合成方法，其特征在于，所述步驟s5中電子束輻射期間，維持基礎(chǔ)反應(yīng)介質(zhì)溫度在20℃至40℃范圍內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子束輻射的次氯酸鈉合成方法，其特征在于，所述步驟s6中通過冷卻裝置對(duì)輻射5分鐘內(nèi)的反應(yīng)介質(zhì)溫度降至室溫。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電子束輻射的次氯酸鈉合成方法，其特征在于，所述步驟s6中對(duì)冷卻后的反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行過濾、提純，得到次氯酸鈉溶液包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于電子束輻射的次氯酸鈉合成方法，其特征在于，所述步驟s6-3中的陽離子包括銅離子、鐵離子、錳離子、鎳離子、鉻離子，陰離子包括溴離子、碘離子、硫酸根離子、碳酸根離子與碳酸氫根離子。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及次氯酸鈉制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于電子束輻射的次氯酸鈉合成方法，包括以下步驟：步驟S1：制備含有氯化鈉的質(zhì)量濃度為0.5wt％至5wt％的水溶液作為基礎(chǔ)反應(yīng)介質(zhì)；步驟S2：向所述基礎(chǔ)反應(yīng)介質(zhì)中加入磷酸氫二鈉與磷酸二氫鈉，并調(diào)節(jié)pH值至7.0至8.5；步驟S3：在步驟S2得到的基礎(chǔ)反應(yīng)介質(zhì)中添加不大于1wt％的銀離子促進(jìn)劑和乙二醇；步驟S4：將步驟S3得到的基礎(chǔ)反應(yīng)介質(zhì)置入耐壓反應(yīng)容器。本發(fā)明采用電子加速器對(duì)反應(yīng)介質(zhì)直接輻射，能夠快速引發(fā)水溶液中氯化鈉分子的電離和自由基反應(yīng)，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為次氯酸鈉，本發(fā)明避免了傳統(tǒng)化學(xué)氧化劑或催化劑的使用，減少了副反應(yīng)的發(fā)生，從而提升了合成效率和最終產(chǎn)品的純度。

技術(shù)研發(fā)人員：陳厚鄧,季金華,何麗杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津泰士康醫(yī)療科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19