读书报告
―过氧化钙的用途及其工业化学过程 关键字：过氧化钙
内容提要：过氧化钙，分子式CaO2，白或微黄粉末，较强的氧化剂，常用作杀菌剂、防腐剂种子消毒剂，药物制造，油脂漂白及用作高温氧化剂，有较大毒性。在渔产养殖药物研发等工业生产上有较大的应用前景。
目录
一． 过氧化钙的物理常数及用途
三． 相关设备
一．过氧化钙的物理常数及用途
中文名称 | 中文别名 | 英文别名 | 外观与性状 | 分子量（g/mol） | 分子式 | 熔点（℃） | 相对密度（水=1） | 溶解度 |
过氧化钙 | 增氧灵;二氧化钙;过氧化钙, TYPICALL;过氧化钙,TYPICALLY65%;过氧化钙, TYPICALLY | calcium peroxide | 白结晶，无臭无味，有潮解性 | 72.08 | CaO2 | 366(分解) | 2.92 | 不溶于水，溶于乙醇、乙醚、酸 |
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过氧化钙具有一定的危险性，粉尘对眼、鼻、喉及呼吸道有刺激性。口服刺激胃肠道，发生恶心、呕吐等。长期反复接触引起皮肤及眼部损害。本品助燃，具刺激性，若燃烧有很大的危险性。
主要用途：由于具有稳定性好，无毒，且具有长期放氧的特点，使过氧化钙成为一种应用广泛的多功能的无机过氧化物。在环境保护方面，过氧化钙可以用于改善地表水质、处理 重金属粒子废水和治理赤潮等；在农业种植方面，过氧化钙用于植物根系供氧、生化改良土壤土质、水稻种子包衣、作氧肥及生物复合肥等；在水产养殖方面可以作为释氧剂增加水中溶解氧、调节水的PH值、改良水质、消灭病原菌；在食品加工方面过氧化钙可用于食品、果蔬保鲜、饲料添加剂、面团改良、食品消毒等；在冶金工业上可以用于脱磷和贵重金属提取；在橡胶与化学工业中作天然橡胶硫化剂、聚硫橡胶硬化剂/封闭剂、不饱和聚酯树脂引发剂等。过氧化钙还可用于日化行业做牙齿清洁剂、家用消毒除臭剂等。此外，过氧化钙也可用于应急供氧、香烟制造和涂料工业等。☞①
用作种子消毒剂，药物制造，油脂漂白及用作高温氧化剂；鱼池增氧剂，也常用杀菌剂、防腐剂。
其与水反应生成氧气，多用于空运观赏鱼 2CaO2+2H2O→2Ca(OH)2+O2↑ CaO2投入稀盐酸，可以和水以及稀盐酸反应。与水反应生成Ca（OH）2，为微溶物。一些CaO2与HCl反应直接生成CaCl2。如果稀盐酸过量，与水反应生成Ca（OH）2也会继续与HCl反应，生成CaCl2。☞②
参考资料：①摘自www.520搜了网_产品搜索
②摘自www.baidu百度百科
二． 制备的工艺流程
1. 实验室制备方法
1 仪器：
电炉循环水真空空烧杯（500mL、250mL）布氏漏斗量筒分析天平容量瓶（250mL）移液管（25mL）锥形瓶（250mL）酸式滴定管 干燥器
②药品：
CaCl2·2 H2OH2O2（30%）0.02mol·L-1KMnO4标准溶液浓NH3·H2O2mol·L-1HCl0.05 mol·L-1MnSO4冰
③反应原理：
CaCl2在碱性条件下与H2O2反应（或Ca（OH）的NH4Cl溶液与H2O2反应）得到CaO2·8H2O沉淀，反应方程式如下：
CaCl2 + H2O2 + 2 NH3·H2O + 6 H2O ══ CaO2·8H2O + 2NH4Cl
④过氧化钙含量的测定原理：
利用在酸性条件下，过氧化钙与酸反应生产过氧化氢，再用KMnO4标准溶液滴定，而测得其含量，反应方程式如下： 5 CaO2 + 2 MnO4- + 16H+ ══ 5Ca2+ + 2Mn2+ +5O2↑+ 8 H2O
2. 工业制备方法
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。
使用原料：双氧水，工业品，含量（H2o2）27％，生石灰，工业品，自配稳定剂
工艺流程图：
水 生石灰 稳定剂
↓ ↓ 石灰乳 ↓ cao2浆料 固相
化灰池 → 反应器 → 过滤分离 → 干燥
生石灰和母液和补充水在化灰池中生成石灰乳（ca(oH)2悬浊液）,加入反应器中与过氧化氢生成过氧化钙，加入稳定剂后反应一段时间，生成的过氧化钙浆料过滤，干燥后即生成产品。
②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。
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 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]。
③ 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。
④ 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
三．相关设备
>双氧水稳定剂
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