摘要：過碳酸鈉主要被用作氧化劑和漂白劑，以及造紙、染整、化工、食品、衛(wèi)生、醫(yī)藥、造紙等行業(yè)的殺菌劑、去污劑和清洗劑。本文通過介紹過碳酸鈉的自身性質(zhì)、合成反應(yīng)機(jī)理和生產(chǎn)工藝，揭示過碳酸鈉技術(shù)優(yōu)化的關(guān)鍵，分析了過碳酸鈉的研究現(xiàn)狀。

　　過碳酸鈉有三種分子結(jié)構(gòu)，目前市場上的產(chǎn)品為2Na₂CO₃.3H₂O₂，外觀為白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，又稱為過氧碳酸鈉或者過氧碳酸鈉加合物，易發(fā)生分解，性質(zhì)較不穩(wěn)定。

　　過碳酸鈉生產(chǎn)的反應(yīng)原理

　　過碳酸鈉的原料為碳酸鈉和過氧化氫，生產(chǎn)反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)式為：

　　2NaCO₃+3H₂O₂→2Na₂CO₃·3H₂0₂ +Q

　　過碳酸鈉是一種不穩(wěn)定的物質(zhì)，在高溫條件下或者遇到水、重金屬和有機(jī)物時(shí)，容易發(fā)生分解，分解反應(yīng)式為：

　　2Na₂CO₃.3H₂O₂→2Na₂CO₃·H₂O+H₂O+3/2O₂↑

　　碳酸鈉分解后，活性氧就分解成水和氧氣，產(chǎn)品的活性氧含量下降，因此抑制過碳酸鈉的分解對產(chǎn)品的質(zhì)量很關(guān)鍵。

　　過碳酸鈉的生產(chǎn)以濕法生產(chǎn)工藝為主

　　過碳酸鈉的生產(chǎn)工藝有干法和濕法兩種。早期的干法生產(chǎn)是將高濃度的過氧化氫和無水的碳酸鈉混合并攪拌，迅速生成產(chǎn)物，但是過氧化氫受熱后(反應(yīng)放熱)易發(fā)生分解，產(chǎn)品的高活性氧含量低，而過氧化氫帶來的水不能快速蒸發(fā)，容易形成過碳酸鈉的漿狀物，產(chǎn)品的流動(dòng)性不夠好，難以得到理想效果的產(chǎn)品，未被廣泛采用，目前全球只有德國采用干法工藝。日本后來發(fā)明了噴霧法，在熱空氣沸騰床中將過氧化氫水溶液噴霧到碳酸鈉固體上，水和反應(yīng)熱可以通過沸騰床移去，從而得到干燥的產(chǎn)品。噴霧法具有多種優(yōu)點(diǎn)，如設(shè)備少，流程短，無須過濾，生產(chǎn)工藝簡單，產(chǎn)率高等，但是生產(chǎn)技術(shù)條件苛刻，設(shè)備投資大，操作條件不易控制，能耗大，而且得到的產(chǎn)品活性氧含量低且穩(wěn)定性差，因此較少應(yīng)用在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中。

　　濕法工藝的反應(yīng)設(shè)備是反應(yīng)釜，加入飽和碳酸鈉溶液和過氧化氫溶液，并加入穩(wěn)定劑，采用低溫方法或者加入鹽析劑使過碳酸鈉結(jié)晶，然后分離、干燥得到過碳酸鈉。此法技術(shù)成熟，生產(chǎn)設(shè)備簡單，投資少，操作簡單，同時(shí)得到的產(chǎn)品穩(wěn)定性好。濕法工藝可進(jìn)一步分類為低溫結(jié)晶法、溶劑法和噴霧法,目前低溫結(jié)晶法是國內(nèi)外普遍采用的過碳酸鈉生產(chǎn)工藝。

　　表1 過碳酸鈉濕法生產(chǎn)工藝的三種方法

　　(資料來源：中國知網(wǎng))

　　過碳酸鈉生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)化主要在于產(chǎn)品穩(wěn)定性的提升

　　碳酸鈉生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的不利因素有兩個(gè)：一是過碳酸鈉的產(chǎn)品收率不高，導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)成本高;其次是過碳酸鈉的穩(wěn)定性差，無法持續(xù)保持活性氧含量，運(yùn)輸和貯存都受限制，因此提高產(chǎn)品穩(wěn)定性和收率是過碳酸鈉生產(chǎn)比較關(guān)鍵的問題。

　　過氧化氫和碳酸鈉反應(yīng)放熱，而過氧化氫受熱易分解，過氧化氫的利用率低，產(chǎn)品收率低，對于收率的提升方法主要是控制反應(yīng)溫度和原料配比等，目前對于過碳酸鈉生產(chǎn)技術(shù)的研究以產(chǎn)品穩(wěn)定性的提升為主。

　　過碳酸鈉穩(wěn)定性主要受存儲(chǔ)環(huán)境的溫度、濕度以及金屬雜質(zhì)的含量所影響，目前提升過碳酸鈉穩(wěn)定性的方法主要有：添加有機(jī)物和無機(jī)物使其與金屬離子形成螯合物;減少原料中的重金屬離子含量;制造粒狀或顆粒狀的過碳酸鈉，然后用某些有機(jī)和無機(jī)化合物涂覆過碳酸鈉粒子，以隔絕空氣中的濕氣。未來過碳酸鈉技術(shù)優(yōu)化應(yīng)該著重于研發(fā)更加高效的內(nèi)、外穩(wěn)定劑并探索更好的加入方式，還有改進(jìn)過碳酸鈉的造粒技術(shù)，以及增強(qiáng)穩(wěn)定劑的包覆效果等。

　　結(jié)語

　　過碳酸鈉的原料為過氧化氫和碳酸鈉，目前有濕法和干法兩種生產(chǎn)工藝，濕法工藝中的低溫結(jié)晶法是被廣泛使用的生產(chǎn)方法。由于過碳酸鈉容易分解，產(chǎn)品穩(wěn)定性差，因此目前對于過碳酸鈉生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)化主要是提升產(chǎn)品穩(wěn)定性。