过碳酸钠产氧反应的实验研究

过碳酸钠产氧反应的实验研究
朱孟府 苏建勇 龚承元
(军事医学科学院卫生装备研究所)
中草药压片机
摘要  论述了水、催化剂及贮存时间对过碳酸钠产免反应的影响,实验结果表明,在饮水规定范围内,水的pH值及含盐量对产氧反应影响很个。但其反应速度随水温的升高而加快;使用复合催化剂能有效地控制产免反应相对平稳地进行;3年之内,贮存时间对产氧反应影响很小。
    过碳酸钠(sodium percarbonate)作为一种新型的化学产氧剂,与其它化学产氧剂相比,它具有活性氧含量较高,性能稳定,反应相对平稳,贮存使用安全等特点,近年来发展较快。作为医疗保健用氧的固体氧源,已被用于多种型式的化学产氧器[1-3]。过碳酸钠产氧受多种反应条件的制约,因此,怎样控制其产氧反应正常平稳地进行,满足临床需要,是解决过碳酸钠产氧的技术关键。为此,我们根据过碳酸钠产氧反应的机理,采用复合催化剂技术,对水、催化剂及贮存时间对其产氧反应的影响进行了比较系统的实验研究。
实验部分
1.1  主要实验药品光管 
    过碳酸钠 工业纯
    二氧化锰 指定试剂
1.2  产氯反应
    过碳酸钠在催化剂的作用下,于水中发生分解反应,放出氧气,其反应方程式为:
   
1.3  复合催化剂的制备合金钢球
    取一定量的二氧化锰,按比例加入反应抑制剂及缓释剂,经复配、稀释、吸附及调节比
表面积等处理,即可制成具有缓释调节功能的复合催化剂,其中二氧化锰含量不少于36%。lncrna引物设计
1.4  实验方法
    按图1所示的实验方法及步骤,使用240g过碳酸钠,当加水温度为20℃时,进行不同反应条件下的产氧反应实验。
igbt散热1 实验步骤
结果与讨论
2.1  加水量及加水温度对产氧反应的影响
    过碳酸钠的产氧反应在水溶液中进行,加水量的多少直接影响着反应液温度的高低及反应速度的快慢。如表1及图2所示,在一定条件下,加水量少,反应液温度高,反应速度快,产氧流量大;反之,加水量多,反应液温度低,反应速度慢,产氧流量小,这是由于
过碳酸钠的产氧反应为放热反应,随着反应的进行,不断放出热量,因此,适当增加水量,有利于调节反应液温度,起到控制产氧反应速度的作用。由图2可以看出,加水量为过碳酸钠用量的2~3倍时,产氧反应相对平稳,反应也较易控制。
加水量对反应液温度的影响
    另外,加水温度对产氧反应也有很大影响,在催化剂用量一定时,随着加水温度的升高,反应液温度升高,反应速度加快,产氧流量增加。实验证明,加水温度过高,产氧速度快,反应不易控制;加水温度太低,产氧流量小,满足不了临床需要。通常,使用过碳酸钠作为产氧剂,加水温度在5℃~30℃为宜。 
 
加水量对产氧反应的影响
2.2 催化制对产氧反应的影响
    过碳酸钠产氧用的催化剂有锰、铁、铜等金属的氧化物及其盐类,最常用的为二氧化锰,但是,单纯使用二氧化锰为催化剂,反应常常不易控制。为此,我们研制了一种复合
催化剂,它能随着反应的进行,不断释放出二氧化锰等有效催化剂成份,起到自动调节反应速度的作用,使产氧反应能够比较平稳地进行。
    图3为复合催化剂用量对产氧反应的影响曲线,由图中可以看出,复合催化剂用量增加,反应速度加快,氧流量增加,符合催化剂对反应速度调节的一般规律。
    另外,对同一种催化剂,由于加工工艺及其形态的不同,其催化作用亦有区别,催化剂粒度小,它与反应物的接触面积大,催化作用强,反应速度就快,反之,粒度大,反应速度就慢。
2.3  水中离子浓度对产氧反应的影响
    我们分别用去离子水及0.5M、1MNaCl水溶液对过碳酸钠的产氧反应进行了实验,结果如图4所示,在相同条件下,用去离子水,其平均产氧流量为2.0L/min,用0.5M和1M的NaCl水溶液,其平均产氧流量分别为1.5L/min和1.2L/min,也就是说,随着水中NaCl浓度的增加,反应速度降低,产氧流量减小,但是当水中NaCl浓度为1M时还可获较大的产氧流量,而在实际使用中,即使使用含盐量很高的苦咸水和海水,其所含离子的浓度都不会超过1M,因此,水中的含盐量并不影响过碳酸钠作为产氧剂的实际使用。
复合催化剂用量对产氧反应的影响

水的含盐量对产氧反应的影响
    另外,我们通过实验证明,在饮用水规定的pH值范围内,过碳酸钠的产氧反应及所产生氧气的氧含量及氧纯度基本不受水的酸碱度的影响。但是,如果水的酸性太强,由于反应液中有CO3-2存在,可引起下列反应:
   
    使得在产氧过程中,伴有二氧化碳产生,因此,应注意所用水的酸碱度,控制水的酸性,以免影响所产生氧气的纯度及含量。
2.4  过碳酸钠贮存时间对产氧反应的影响
    过碳酸钠是碳酸钠和过氧化氢的复合物,稳定性较差,它能随着贮存时间的延长,缓慢发生分解反应,而使其活性氧含量降低,经检测,新制过碳酸钠活性氧含量约为14%,贮存3年后,活性氧含量降至12%左右,年平均损失量约为始含量的5%,使其产氧量及反应时间有所降低,而产氧流量基本不受影响(见图5),氧含量及氧纯度仍符合国家药典及医疗用氧的有关规定。
过碳酸钠贮存时间对产氧反应的影响
结论
    (1)过碳酸钠的产氧反应在水溶液中进行,加水量一般为过碳酸钠用量的2~3倍,加水温度在5℃~30℃之间比较适宜。在饮用水规定的范围内,水的pH值及含盐量对产氧反应影的影响很小。
    (2)催化剂的组成、粒度及其用量的多少对产氧反应有很大影响,使用具有缓冲调节功能的复合催化剂,比单纯使用二氧化锰效果好,它能控制产氧流量在一定时间内相对恒定。
    (3)过碳酸钠的活性氧含量随其贮存时间的延长而逐渐降低,但3年之内,贮存时间对产氧反应影响很小。
参考文献
1 European Patient Application 0093938.1983.
2 龚承元等.便携式化学产氧器的研制.医疗卫生装备,1989(1): 1
3 苏建勇等.HY—2型便携急救产氧器的研制.医疗卫生装备,1992(2):6

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