Page 126 - 201902
P. 126

·292·                             精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 36 卷

            SV 初始浓度为 45.07 mmol/L、c(NaClO)=0.3206 mol/L、           由图 4 可知,前 6 min 反应迅速,SV 转化率、
            pH=13、反应时间 14 min 条件下,考察了温度对 SV                    S 收率及选择性快速增大,随着时间的延长,转化
            转化率、S 收率及 S 选择性的影响,结果见图 3。                         率变化较缓,收率及选择性缓慢增加,12 min 时收
                                                               率及选择性分别高达 88.02%、92.34%。继续延长时
                                                               间,收率、选择性反而呈现下降趋势。反应初期,
                                                               SV 浓度大,反应速度快,其结构中 1,4 α 位上的—
                                                                                           –
                                                               OH 活性较高,位阻小,在 ClO 的作用下迅速由氢
                                                               醌结构氧化成醌式结构,生成 S。随着反应进行,
                                                               SV 浓度不断减少,当体系中 S 浓度高于 SV 浓度时,
                                                               前者与 NaClO 碰撞几率大于后者,一定程度上增加
                                                               了 S 与 NaClO 的有效碰撞概率,使少量的 S 进一步

                                                               氧化。此外,S 在强碱性条件下不稳定,随着反应

              图 3    温度对 SV 转化率、S 收率及 S 选择性的影响                 时间的延长,S 可与 NaClO 溶液中存在的游离碱反
            Fig. 3    Effects of reaction temperature on the conversion of   应,发生水解 [11] ,进而导致 S 收率降低。因此,最
                   SV and the yield and selectivity of S       佳反应时间为 12 min。
                                                               2.6    溶液 pH 对 SV 氧化反应的影响
                 由图 3 可知,随着温度的升高,SV 转化率基本
                                                                   NaClO 溶液中 pH 的改变对 NaClO 体系的组成
            不变,S 的收率及选择性逐渐增大。当温度为 30  ℃
                                                               及氧化性具有重要影响          [22] 。在不同 pH 条件下体系
            时收率及选择性最高,分别为 86.35%、90.36%,此
                                                               的化学平衡可用式(4)~(6)表示,有效氯的存在
            后,继续升高温度,S 的收率及选择性反而降低。
                                                               状态,如图 5 所示。
            反应为快速反应,活化能较低,低温下即可快速进
                                                                                    
                                                                                      
            行。因此,在物质的量比及反应时间一定的条件下,                                    2H     Cl     ClO  Cl   2  H O  (4)
                                                                                                 2

            温度对转化率的影响较小。由于此过程为反应-分离                                     ClO     H O  HClO OH      (5)
                                                                                             
            相耦合的过程,除反应外还涉及两相间的分离,温                                              2 
                                                                                       
            度升高时,分子运动加剧,S 由水相至酯相传质速                                         HClO   H  ClO          (6)
                                                                                 

            率增加,萃取速率增大,故 S 的收率及选择性逐渐
            增大。继续增加温度,体系中 NaClO 的不稳定性增
            强,易受热分解产生新生态的氧,其氧化性较强且
            无选择性,可引发一系列副反应               [22] ,使收率及选择
            性降低。因此,反应温度以 30  ℃为宜。
            2.5    反应时间对 SV 氧化反应的影响
                 在 NaClO 与 SV 物质的量比为 1.4∶1.0、反应液
            SV 初始浓度为 45.07  mmol/L、c(NaClO)=0.3206
            mol/L、=30  ℃、pH=13 的条件下,考察了反应时

            间对 SV 转化率、S 收率及 S 选择性的影响,结果见                             图 5    不同 pH 条件下有效氯的存在状态
            图 4。                                               Fig. 5    Existence form of effective chlorine at different pH

                                                                                                      +
                                                                   如图 5 所示,当溶液 pH<2 时,随着 H 浓度的
                                                               增加,反应(4)得以促进,游离氯含量增加,溶液
                                                               中主要成分为 Cl 2 ;当 2<pH<8 时,反应(5)为主
                                                                                                          –
                                                               反应,溶液中主要成分为 HClO;而 pH>9,OH 促
                                                                                                    –
                                                               进 HClO 的解离,溶液中的主要成分为 ClO ,且 ClO              –
                                                               在碱性环境中更稳定         [23] 。因此,反应宜在中性及碱
                                                               性条件下进行考察。
                                                                   在 NaClO 与 SV 物质的量比为 1.4∶1.0、反应液

                                                               SV 初始浓度为 45.07 mmol/L、c(NaClO)=0.3206 mol/L、
               图 4  SV 转化率、S 收率、S 选择性随时间变化图
            Fig.  4    Effects  of  reaction  time  on  the  conversion  of  SV   =30  ℃、反应时间 12 min 条件下,考察了溶液 pH
                   and the yield and selectivity of S          对 SV 转化率、S 收率及 S 选择性的影响,结果见图 6。
   121   122   123   124   125   126   127   128   129   130   131