DNS的零價(jià)鐵還原.pdf

1、4，4’-二硝基二苯乙烯-2,2’-二磺酸(DNS)的零價(jià)鐵還原是目前廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)精細(xì)化工中間體4，4’-二氨基二苯乙烯-2,2’-二磺酸(DSD)的傳統(tǒng)方法。然而，該工藝存在著諸如副產(chǎn)物相對較多，反應(yīng)周期較長，勞動(dòng)強(qiáng)度大，鐵泥污染等缺點(diǎn)，并且由于長久以來缺乏深入的機(jī)理及動(dòng)力學(xué)研究，其工藝的改進(jìn)被極大地限制。因此，本文的工作將從(1)工藝優(yōu)化，(2)機(jī)理及動(dòng)力學(xué)研究，(3)DNS的納米鐵還原，及(4)氧化廢水還原處理等四個(gè)方面全面展開

2、。 本文通過考察pH值、反應(yīng)物DNs的濃度、保溫時(shí)間以及溫度對副產(chǎn)物對氨基苯甲醛-2-磺酸(ABAS)含量的影響，提出了其生成的兩個(gè)可能性機(jī)理：(1)DNS先被Fe<'o>還原生成DSD酸，而后DSD酸所含的C=C雙鍵被Fe(OH)<'2+>氧化斷裂直接生成ABAS；(2)DNS的C=C雙鍵被Fe(OH)<'2+>氧化斷裂生成對硝基苯甲醛-2-磺酸(NBS)，NBS繼而被Fe<'o>還原生成ABAS。此外，本文成功地開發(fā)了新的D

3、NS零價(jià)鐵還原添加劑，提出了一種零價(jià)鐵還原DNS的半連續(xù)化方法以及一種用于生產(chǎn)精制DSD酸的新工藝，獲得了理想的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。 動(dòng)力學(xué)研究表明DNS的零價(jià)鐵還原被傳質(zhì)而非化學(xué)反應(yīng)所控制，DNs的消失以及DSD酸的生成均為擬一級反應(yīng)。鐵粉加入量、攪拌轉(zhuǎn)速的平方根分別與表觀速率常數(shù)(k<,obs>)成線性關(guān)系，并隨鐵粉加入量的增加以及攪拌速度的提高呈增長趨勢。溫度的影響則表現(xiàn)為(k<,obs>隨反應(yīng)溫度的升高而逐漸增加。由此可知，在DN

4、S的零價(jià)鐵還原制備DSD酸的生產(chǎn)過程中，可以通過改善傳質(zhì)條件，提高反應(yīng)溫度，加大鐵粉加入量等方式來提高反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時(shí)間，減少副產(chǎn)物。 DNS的納米鐵還原結(jié)果表明，在溫和反應(yīng)條件下(室溫以及低速攪拌)，納米鐵亦可有效而快速地還原DNS，生成DSD酸。一個(gè)有意思的結(jié)果是，納米鐵在用于DNS還原后，呈現(xiàn)特殊中空的球或管狀結(jié)構(gòu)，其形成機(jī)理應(yīng)為原納米鐵核/殼結(jié)構(gòu)中鐵核的消耗。 零價(jià)鐵還原用于處理氧化廢水的研究則表明，該方法不