谁知道过氧乙酸的合成及应用的,可以告诉我吗?
过氧乙酸(peracetic acid)又叫过醋酸,因为它是将冰醋酸氧化而形成过氧基分子故而得名,于1902年首次合成,分子式C2H4O3,分子量是76.0518。研究表明,它不仅是化工生产中的良好氧化剂,而且是一种广谱、高效、速效、廉价的灭菌剂。广泛应用于医疗器械消毒、灭菌以及环境、物表、空气等疫原地消毒和预防性消毒。目前,国内过氧乙酸的生产能力大约为1.43万t/a。
过氧乙酸呈无色透明液体,有刺激性酸味。易挥发,可溶于水和有机溶剂。熔点为0.1℃,沸点为110℃,比重为1.226。腐蚀性强,有漂白作用。性质不稳定,遇热或有机物、重金属离子、强碱等易分解。含量大于45%(g/mL)的高浓度溶液,经剧烈碰撞或加热可爆炸(闪点40.5℃)。不过市售消毒用过氧乙酸浓度多在20%左右,一般无此危险。
过氧乙酸是一个强氧化剂,其杀菌机理主要是靠氧化作用。但也有人推测过氧乙酸有如此强大而广泛的杀菌作用,除依靠其本身强大的氧化作用外,过氧化氢和醋酸的协同有一定作用。
1 合成工艺
传统的过氧乙酸生产工艺,是用醋酸和浓度为50%或70%的双氧水按摩尔比1:0.44混合,加重量5%的硫酸作为催化剂,在常温下反应20 h,所得产品含过氧乙酸21%左右、硫酸5%、醋酸47%、双氧水6%、水21%。产品含量低、醋酸利用率低,且50%、70%的高浓度双氧水易爆炸,生产安全隐患大。因此,人们纷纷对过氧乙酸的生产工艺进行开发,以提高产品质量、降低安全隐患。
目前,正在开发或已开发的过氧乙酸合成方法有很多种,主要包括醋酸(或醋酸酐)法、乙醛氧化法和乙酰基活化剂法等。
1.1醋酸域醋酸酐)法
醋酸(或醋酸酐)法采用醋酸与过氧化氢反应,在酸的催化作用下,制得过氧乙酸。化学反应方程式如下:
CH3COOH+H2O2=CH3COOOH+H2O
若采用醋酸酐代替醋酸作乙酰化剂时,它与过氧化氢的化学反应式:
(CH3CO)2O+2 H2O2=2 CH3COOOH+H2O
但此反应过程中有大量热量产生,另外还可能生成二酰基过氧化物,有导致爆炸的危险,因此,从安全角度考虑,过氧化氢法合成过氧乙酸,仍以采用醋酸为好。
Seppo Pohjanvesi等对醋酸和双氧水连续化生产工艺进行了研究。研究发现,最佳的反应溶媒配比:双氧水质量含量为10%~20%、醋酸质量含量为15%~30%、过氧乙酸质量含量为5%~20%、硫酸质量含量为10%~20%和水质量含量为30%~50%,并加入质量含量0.1%~0.4%的稳定剂,温度一般为40~60℃。
林惠琼等考察过氧乙酸生产工艺中过氧化氢浓度、冰醋酸用量与不同稳定剂含量对产品稳定性的影响。结果发现,当原料过氧化氢含量为280、350、500 g/L时与双倍用量的冰醋酸反应,可分别生成最高浓度为157.5、192.0、292.0 g/L的过氧乙酸,过氧乙酸浓度越高,贮存稳定性越差,产品中加入1g/L8-羟基喹啉或0.1%磷酸,可明显提高过氧乙酸的稳定性。
王传虎等为研究过氧乙酸产品最佳配比和使用配制及储存条件,采用不同配比筛选和影响因素观察的方法,在实验室进行了实验观察。结果,乙酸与过氧化氢质量比为2:1时,催化剂硫酸用量在30~50g/L范围内,反应温度为25℃和反应时间为24 h综合条件下,产出过氧乙酸含量最高。影响因素观察发现,温度升高可促使过氧乙酸分解速度加快,配制使用浓度的过氧乙酸稀释用水以双蒸水最好,过氧乙酸产品中加入2 000 mg/L 8-羟基喹啉可明显提高过氧乙酸的稳定性。
郑晓兵等公开了一种过氧乙酸的生产方法专利。先将醋酸与27%浓度的双氧水按摩尔比1:1混合,并添加相当于反应物重量2%~5%的催化剂进行反应,催化剂采用3%浓度的苯磺酸或98%浓度的硫酸,反应温度为25~35℃,时间为1~3 h。然后采出水相,并收集过氧乙酸组分。本方法生产产品中过氧乙酸含量高,一般在50%以上,可通过加水配制成不同浓度,在各行业使用,原料醋酸利用率高,生产安全性好,且生产得到的产品中不含硫酸,过氧乙酸的含量可通过提高或降低塔效进行调节。
Takeo Ohsakadeng等新开发了一种电解法生产过氧乙酸的的工艺。该工艺以醋酸(或醋酸盐)和含氧气体为原料,用固体酸作催化剂,在电解池内合成过氧乙酸。这种工艺具有成本低廉的优点,应用前景广阔。
1.2乙醛氧化法
乙醛氧化可以得到醋酸。改变乙醛氧化的条件,降低反应温度,就可以得到过氧乙酸。化学反应方程式如下:
CH3CHO---CH3COOOH
这个反应比较复杂。要想得到较高的转化率和过氧乙酸的收率,须加入适当的催化剂。乙醛氧化制过氧乙酸有气相法、乙醛单过氧乙酸醋法和液相法3种生产工艺。
1.2.1 气相法和乙醛单过氧乙酸醋法
气相法是将乙醛与氧气混合,在150~160℃条件下反应。该法是用氧作催化剂,提高过氧乙酸的收率。尾气可以循环使用,阵低了生产成本。但是气相法爆炸危险性大,而且因大量乙醛循环而使设备利用率低。
乙醛单过氧乙酸醋法因能量利用不合理而使设备投资和操作费用很大,一般很少采用。
1.2.2 液相法
汪青海等对此工艺进行了详细研究,以乙酸乙酯为溶剂、醋酸钻为催化剂,考察了乙醛液相氧化合成过氧乙酸的过程。研究了搅拌转速、催化剂浓度、乙醛初始浓度、氧气压力和温度的影响,得到了合成过氧乙酸的最佳工艺条件:钻离子浓度为2×10-5,乙醛的初始浓度为1.75~2.20 mol/L,温度为20-25℃,氧气压力为为0.75MPa。在此条件下反应60min,乙醛转化率大于85%,过氧乙酸选择性大于85%。
1.3 乙酰基活化剂法
一般利用四乙酰乙二胺和过碳酸钠在水溶液中反应,可以生成过氧乙酸。且四乙酰乙二胺和过碳酸钠是固体,储存和运输也较方便,化学反应方程式如下:
3(CH3CO)2NCH2CH2N(COCH3)2+2Na2CO3.3H2O2=2Na2CO3+3 CH3CONHCH2CH2NHCOCH3+6 CH3COOOH
此外,还可以利用乙酰水杨酸和过碳酸钠反应,也可以生成过氧乙酸。化学反应方程式如下:
3 COOHC6H4COOCH3+2 Na2CO.·3 H2O=3 HOC6H4COOH+2 Na2CO3+3 CH3COOOH
段庆楠申请了一种制取过氧乙酸的固体药剂及其制造方法专利。它是由己包衣的四乙酰乙二胺或四乙酰甘脲和已包衣的过硼酸钠或已包衣的过碳酸钠组成;其将制取过氧乙酸的液态剂型药剂,改为固体药剂经薄膜包衣后混配成的粉状固态剂型,具有产品稳定,室温下不分解,运输方便,制取使用全过程无嗅、无腐蚀性,并能商品化的特点。但也存在溶解性差、过氧乙酸制取反应慢和溶液中有效成分因挥发而降低的缺点。
张英娜等对此工艺进行了改进,加入表面活性剂,使乙酰基活化剂在水中的表面张力降低,加快了过氧乙酸制取速度,有利于配制溶液中过氧乙酸有效成分的保持。
2 应 用
2.1 在消毒方面的应用
过氧乙酸在20世纪70年代中期至80年代应用很广,进入20世纪90年代,由于戊二醛、碘伏、二氧化氯和各种含氯消毒剂应用的增多,过氧乙酸的应用有所减少。过氧乙酸主要适用于耐腐蚀物品、环境及皮肤等的消毒与灭菌。若复配以抗腐蚀的缓蚀剂,也可以用于医疗器械的灭菌。过氧乙酸同大多数化学消毒剂一样,消毒作用受浓度、作用时间、温度、有机物、相对湿度、化学物质等因素的影响。过氧乙酸常用的消毒方法主要有浸泡、擦拭、喷洒、熏蒸等。
2.2 在医疗方面的应用
主要用于有真菌或病毒感染的皮肤病的治疗。低浓度过氧乙酸既是角质松解剂又是广谱消毒防腐药,不但能使角化过度的角层细胞松软解离,促进其脱落,而且还对各种皮肤癣菌具有强大的杀灭作用。可促进创面愈合,治疗足部跖疣、寻常疣。此外,过氧乙酸还可以用来治疗口腔溃疡、软组织感染等。
2.3其他方面的应用
过氧乙酸还用来预防肉仔鸡氨中毒、作为预防鸡病的药物、纸浆的漂白、无土栽培中提高萌芽率、药物合成中的化学氧化剂、化工合成中的中间体以及消除氧气湿化瓶内水垢等。
董五辈等将过氧乙酸应用于无土栽培中。在植物生长过程中用0.01%一0.4%(重量比)的过氧乙酸水溶液进行处理,可大大降低无土栽培污染报废率,从而生产成本大幅度降低。
过氧乙酸可用于合成环氧丙烷,该工艺首先由日本Daicel公司于1969年实现工业化。
过氧乙酸适用于纸张、石蜡、木材、织物、油脂、淀粉的漂白剂。医药工业用作饮水、食品和防止传染病的消毒剂。有机工业用作制造环氧丙烷、甘油、己内酰胺的氧化剂和环氧化剂。塑料工业用于制造环氧树脂和增塑剂。分析化学中用作化学试剂。此外,还可用作防腐剂等。
过氧乙酸储存注意事项:储存于有冷藏装置、通风良好、散热良好的不燃结构的库房内。远离火种、热源。库温不超过30℃,相对湿度不超过80%。避免光照。保持容器密封。应与还原剂、碱类、金属盐类分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。禁止震动、撞击和摩擦。
过氧乙酸是一种有机物,化学式为CH3COOOH,有强烈刺激性气味,溶于水、醇、醚、硫酸。属强氧化剂,极不稳定。在-20℃也会爆炸,浓度大于45%就有爆炸性,遇高热、还原剂或有金属离子存在就会引起爆炸。
过氧羧基具有弱酸性,易挥发,有强烈刺激性气味,并带有很强的乙酸气味。对纸、木塞、橡胶和皮肤等有腐蚀作用。过氧乙酸是爆炸性物质,但是当在有机溶剂中浓度小于55%时,室温下操作是安全的。
希望我能帮助你解疑释惑。
影响过氧乙酸杀菌效果的因素有:
1、首先消毒液与水的配比比例要掌握清楚,要知道这对杀菌作用有着直接性的影响,若是兑水之后稀释程度高了,自然而然也就会降低了消毒液的杀菌效果;
2、部分有机物的影响可降低消毒液的杀菌效果;
3、温度的影响对于杀菌效果其实也起到很关键的因素,温度较高杀菌效果明显,以40度为最合适;
4、PH值升高可增强过氧乙酸消毒液它的杀菌效果。
过氧乙酸消毒剂是一种强氧化剂,可以杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、白色葡萄球菌等细菌和真菌。对病毒、细菌、真菌和芽孢均能迅速杀灭。过氧乙酸有腐蚀性,必须稀释后使用。
应使用过氧乙酸化学消毒剂对空气进行终末消毒。
使用消毒剂对包括留观室在内的室内空气进行终末消毒,常用的消毒剂有过氧乙酸、过氧化氢、二氧化氯等。适用于物体表面、织物等污染物品以及水、果蔬和食饮具等的消毒。其中次氯酸消毒剂除上述用途外,还可用于室内空气、二次供水设备设施表面、手、皮肤和黏膜的消毒。
副作用
使用高锰酸钾还应注意,由于高锰酸钾分解放出氧气的速度慢,浸泡时间一定要达到5分钟才能杀死细菌。配制水溶液要用凉开水,热水会使其分解失效。配制好的水溶液通常只能保存两小时左右,当溶液变成褐紫色时则失去消毒作用。故最好能随用随配。该品有刺激、腐蚀性。 工业应用:该品主要用做氧化剂。
汽车消毒可以使用过氧乙酸、来苏水或84消毒液。
以下是关于这三种汽车消毒液的详细介绍:过氧乙酸:使用后要通风半个小时以上。另外,由于过氧乙酸具有腐蚀性和漂白性,所以车内的一些物品衣物最好先取出。来苏水:来苏水是一种甲酚和钾肥皂的复方制剂,溶于水可杀灭细菌繁殖体和某些亲脂病毒。
可用1%至3%的溶液对车内进行擦拭或喷洒。84消毒液:使用时必须加200倍的水进行稀释,如果不按比例稀释会有一定腐蚀性。84消毒液不具挥发性,对肝炎等病毒可通过浸泡起效,但对空中飘浮的飞沫没有什么作用。
给汽车臭氧消毒开空调吗?
需要,开汽车内的空调就可以了,冷风。 一般消毒5-10分钟 然后开窗 通风5分钟左右。会让消毒效果更好。 汽车空调臭氧消毒机使用方法是:打开臭氧消毒机电源开关把微电脑控制器设在自动即可。将臭氧消毒机放在空调附近,打开空调,有利于臭氧的扩散,达到更好的消毒效果。
CH3CO3H,是一种过氧化的有机酸。不稳定,热分解,常常用在高分子聚合反应的自由基引发剂,而且用途广泛:
1.主要用作纸张、石蜡、木材、织物、油脂、淀粉的漂白剂。医药工业用作饮水、食品和防止传染病的消毒剂。有机工业用作制造环氧丙烷、甘油、己内酰胺的氧化剂和环氧化剂。塑料工业用于制造环氧树脂和增塑剂。分析化学中用作化学试剂。此外,还可用作防腐剂等。
2.是一种绿色生态杀菌剂,在环境中没有任何残留。与冷却水中一些常用的阻垢缓蚀剂,具有很好的相容性。杀菌能力强,既可用作循环冷却水和油田回注水处理的杀菌剂,也可用于传染病的消毒、饮用水消毒、织物消毒和食品工业等。是一种非常有推广前途的杀菌剂,其性能优于戊二醛和异噻唑啉酮。过氧乙酸还用作纺织、纸张、油脂、石蜡和淀粉的漂白剂。在有机合成中作为氧化和环氧化剂,用于环氧丙烷、甘油、己内酰胺的合成中。
3.强氧化剂。用于烯羟的环氧化,芳稠环的氧化,吡啶的N一氧化和甾体C5和C14位的氧化,还氧化成氧化偶氮化合物,碘苯成亚碘酰苯,酚成醌,硫醚成亚砜和砜等。
4.过氧乙酸是一种常见的氧化剂。它可以氧化简单烯烃,含有不同官能团(比如醚,醇,酯,酮和氨基等)的烯烃,一些芳香化合物,呋喃,硫化物,胺等。它还可以在催化剂存在下氧化烯烃[2] 。