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臭氧發(fā)生器的氧化作用
一、臭氧發(fā)生器的氧化作用概述
臭氧作為氧化劑、催化劑和精制劑而應(yīng)用于化工、石油、造紙、紡織和制藥、香料工業(yè)。臭氧的強(qiáng)氧化能力很容易打斷烯烴、炔烴類有機(jī)物的碳鏈結(jié)合鍵，使其部分氧化后組合成新的化合物。目前國(guó)內(nèi)很多的香料廠利用臭氧代替高錳酸鉀等氧化劑，產(chǎn)品質(zhì)量提高、成本下降并減少了環(huán)境污染。我國(guó)一批香料合成提純項(xiàng)目將采用臭氧工藝。
新型材料炭素纖維經(jīng)臭氧表面處理后品質(zhì)提高；塑料薄膜臭氧處理后提高了表面印刷著色能力；紙漿漂白在挪威已發(fā)展到生產(chǎn)驗(yàn)證階段。
在生物、化學(xué)污染氣體凈化方面，臭氧發(fā)揮了重要作用。皮毛、腸衣與魚類加工廠的惡臭，橡膠、化工廠的污染氣體均可通過(guò)臭氧分解除味。英國(guó)把臭氧與紫外線共同作用作為處理化學(xué)污染氣體的優(yōu)選技術(shù)，一些應(yīng)用取得了很好的效果。我國(guó)的科研單位也成功地應(yīng)用臭氧處理橡膠硫化生產(chǎn)的污染氣體，凈化了環(huán)境。
臭氧可氧化分解芥子氣等化學(xué)毒劑，作為化學(xué)戰(zhàn)污染物品消毒設(shè)備的臭氧發(fā)生器獲得全軍科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
臭氧對(duì)農(nóng)藥的合成產(chǎn)生催化作用，對(duì)某些農(nóng)藥的殘留又可以氧化分解。*醫(yī)學(xué)研究所對(duì)臭氧去除農(nóng)藥殘留污染進(jìn)行了深入研究，肯定了臭氧的良好作用。
二、臭氧發(fā)生器的氧化作用應(yīng)用舉例
1、對(duì)濕法爐黑在流化床內(nèi)的流動(dòng)性能進(jìn)行了研究, 以考察氣流速度對(duì)濕法爐黑均勻流化狀態(tài)的影響, 從而選擇適宜的濕法爐黑.臭氧氧化操作氣速范圍。在此基礎(chǔ)上, 進(jìn)行了熱態(tài)工藝條件實(shí)驗(yàn), 結(jié)果表明: 適宜臭氧氧化的氣速為0.37m/s左右,在室溫下臭氧氣就能與濕法爐黑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng), 生成表面酸性官能團(tuán),使?jié)穹t黑顯酸性, pH<=3.5.同時(shí),達(dá)到一定的pH值時(shí),反應(yīng)時(shí)間隨靜床高的增加而成比例地增加.
2、對(duì)石油類污染物嚴(yán)重污染的某市水源地地下水進(jìn)行了臭氧凈化技術(shù)的靜態(tài)試驗(yàn)研究。通過(guò)臭氧對(duì)石油類污染物的氧化作用，結(jié)合紫外分光光度測(cè)定油的吸收峰曲線和色質(zhì)聯(lián)機(jī)結(jié)果的分析，初步研究了臭氧氧化水中石油類污染物的過(guò)程和途徑。結(jié)果表明：石油類污染物中占多數(shù)組分的萘及其衍生物主要是通過(guò)直接臭氧化反應(yīng)去除；萘系物則被臭氧的直接反應(yīng)和自由基型反應(yīng)同步去除；少量的烴只能被沒有選擇性的OH氧化去除。
3、 洋茉莉醛香料的合成
洋茉莉醛是一種重要香料，是用黃樟油中含有的黃樟來(lái)制造的。
從黃樟油冷凍分離出黃樟素，加氫氧化鉀和乙醇，加壓下加熱生成異黃樟素。異黃樟素添加適當(dāng)?shù)娜軇?，冷卻下通入臭氧，生成異黃樟素臭氧化物，半島重亞硫酸鈉溶液漸漸各入同時(shí)加熱，臭氧化物經(jīng)還原分解成洋茉莉醛，把含有洋茉莉醛的溶液洗滌，除去酸性物質(zhì)，蒸餾回收溶劑獲洋茉莉醛，這樣得到的粗制品加少量的乙醇重結(jié)晶，風(fēng)干，得洋茉莉醛白色結(jié)晶。
4、 香蘭素得料的合成
香蘭素是zui重要的合成香料之一，有四種原料制成：丁香油香蘭素、黃樟互香蘭素、愈創(chuàng)木酚香蘭素、木素香蘭素。下面簡(jiǎn)述從丁香油和黃樟素制香蘭素的方法。丁香油午蘭素的制造方法是將丁香酚與四倍量的氫氧化鉀在210~216℃加熱，再加氫氧化鉀和乙醇，加壓下加熱異構(gòu)化成異丁香酚，將異丁香粉加適當(dāng)?shù)娜軇ɡ缫掖计S酯），冷卻至-5℃+5℃通入臭氧，通入臭氧為計(jì)算量的115~200%是為氧化終點(diǎn)。生成的臭氧化物與溶劑一起，滴加計(jì)算量三倍以上的30%亞硫酸氫鈉水溶液，然后加熱還原分解，發(fā)離生成的香蘭重亞硫酸鈉加成物水溶液，加60%硫酸，通空氣同時(shí)加熱，香蘭素游離而出，加甲苯萃取，從甲苯溶液中析出香蘭素，用水重結(jié)晶，獲的香蘭素。
從黃樟油分離出黃樟素，加甲醇和金屬鈉，在高壓釜中6~7大氣壓下加熱，黃樟素異構(gòu)化同時(shí)樣制法經(jīng)臭氧氧化及還原分解成兒茶醛。兒茶醛加2~3克分子氫氧化鈉的濃水溶液硫酸甲基化得香蘭素。精制法與丁香酚香蘭素相同。
5、 潤(rùn)滑油的合成
油脂中含有多量的油酸，經(jīng)臭氧氧化分解生成酸和壬二酸。壬二酸是C9的二元酸，可作為合成原料和合成纖維原料。美國(guó)Emery公司制成壬二酸酯的合成潤(rùn)滑油，東洋高壓公司聚尿類纖維“油綸”以及日本臭氧K·K的尼龍9型合成纖維。Emery Industries公司制造雙（2-壬二酸）雙（2-乙基已酯），溫度系數(shù)小，沸點(diǎn)高，耐氧性能好，用作為聚氯乙烯溫增塑劑，又用作為潤(rùn)滑油，商品名“Emerox 1110壬二酸”，“noleim2957”（壬二酸二-2乙基已酯）。
副產(chǎn)物壬酸、二壬酸二乙醚乙二酯可用作為氯乙烯低溫增塑劑、選礦劑、合成樹脂原料和香料原料。
日本研究用作制造聚尿纖維“油綸”，比重小（1.07）。強(qiáng)度與尼龍相同。
臭氧發(fā)生，采作市售氧氣為原料（純度99.5%），循環(huán)使用。臭氧氧化中臭氧濃度為1.75%。臭氧氧化的溶劑是用副產(chǎn)物壬酸，其量為重量的50%，臭氧化物的分解是將廢氧與它接觸，同時(shí)加熱，氧化分解，生成壬二酸和壬酸。在氧化分解時(shí)用氣易產(chǎn)生許多副產(chǎn)物。Emery Industries公司在生產(chǎn)壬二酸中其理論得率為80%以上。氧的使用，效率很重要，從臭氧吸收器放出的廢氧中含有有機(jī)霧狀微粒，水蒸汽，有機(jī)物蒸汽用靜電沉淀器除去，冷卻脫水器除水，一分按前述送入氧化分解反應(yīng)器，一部分與新的氧氣合經(jīng)干燥器，再進(jìn)入臭氧發(fā)生器，這種方式氧的利用率達(dá)到75%~85%。
6、 激素的合成
用臭氧氧化甾體時(shí)，它對(duì)側(cè)鏈不飽和雙鍵可定量?jī)?yōu)先加成，而使環(huán)內(nèi)不飽和雙鍵得到保護(hù)，美國(guó)Upjohn公司在工業(yè)上用此法合成可的松。
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