概述
氫氧化鋇(八水)是一種別名八水合氫氧化鋇的化學(xué)物質(zhì),其分子式為,Ba(OH)2●8H2O,分子量為315.464。常溫常壓下,該物質(zhì)表現(xiàn)為白色單斜晶系晶體,其他物性數(shù)據(jù)包括:熔點(diǎn)78 ℃ (lit.),沸點(diǎn)100 ℃ at 760 mmHg,溶解性56 g/L (15℃)。
研究表明,八水氫氧化鋇在相變過程中存在嚴(yán)重的相分離和過冷現(xiàn)象。采用步冷曲線法研究分析在冷水冷卻封閉體系和室溫冷卻開放體系兩種情況下,石英、十二水磷酸氫二鈉、硼砂和二水氯化鈣4種成核劑對(duì)八水氫氧化鋇相變材料的成核效果。實(shí)驗(yàn)表明:石英和十二水磷酸氫二鈉隨著添加量的增加,八水氫氧化鋇的過冷度有增大的趨勢(shì)。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%或5%的硼砂和二水氯化鈣在室溫冷卻開放體系下能夠抑制八水氫氧化鋇的過冷度,同時(shí)附加1%的明膠作為防相分層劑使用,八水氫氧化鋇的過冷性能得到進(jìn)一步改善,過冷度可降低至1℃以下,并且還可以有效地防止相分層[1]。
生產(chǎn)方法
以毒重石礦為原料,粉碎至0.3~5毫米,加入10~20%的煤粉,在倒焰窯中焙燒,然后用熱水浸取,濾液中加入氧化鋅除硫,再過濾,濾液冷卻結(jié)晶,晶體經(jīng)干燥即可得到氫氧化鋇(八水),結(jié)晶母液返回浸取工序循環(huán)使用[2]。
用途
氫氧化鋇(八水)用途廣泛,例如醫(yī)藥、材料化工等領(lǐng)域,下面就其中部分展開介紹。
(1)氫氧化鋇(八水)可用于化工、輕工、醫(yī)藥等行業(yè),主要用于制造鋇鹽,石油工業(yè)中作多效能添加劑等。例如,以順式-(1R,2R)-1,2-環(huán)己二胺-二碘合鉑為起始原料,將其與硫酸銀水解成含有硫酸根的水合物溶液,然后與八水氫氧化鋇反應(yīng)生成順式-(1R2,R)-12,-環(huán)己二胺-二羥基合鉑的水溶液,最后與正十四碳酸的正丁醇溶液反應(yīng)可以合成抗腫瘤新藥米鉑[3]。
(2)氫氧化鋇(八水)可用于甜菜制糖,還用于有機(jī)合成和其他鋇鹽的制造,水的軟化,以及玻璃和搪瓷工業(yè)。
(3)氫氧化鋇(八水)用于酚醛樹脂等高分子物質(zhì)的合成。以多聚甲醛為原料,以氫氧化鋇(八水)為催化劑可制備得到可發(fā)性酚醛樹脂。研究加成反應(yīng)溫度和時(shí)間,縮聚反應(yīng)溫度和時(shí)間,氫氧化鋇(八水)加入量對(duì)產(chǎn)物黏度和泡體密度的影響。結(jié)果表明,這些因素都顯著影響樹脂黏度和泡體密度。隨反應(yīng)溫度提高,反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng),氫氧化鋇(八水)加入量增加,樹脂黏度都顯著增加,泡體的密度也增大。較好的實(shí)驗(yàn)條件為:加成反應(yīng)溫度為70℃,加成反應(yīng)時(shí)間為2h,縮聚溫度為80℃,縮聚時(shí)間為2h,八水氫氧化鋇用量為3.5 g[4]。
(4)氫氧化鋇(八水)用作生產(chǎn)水泥的穩(wěn)定劑、鍋爐硬水軟化劑、礦石助熔劑等。通過凈漿凝結(jié)時(shí)間,水化熱以及砂漿流動(dòng)度和強(qiáng)度等試驗(yàn),研究氫氧化鋇(八水)對(duì)水泥物理力學(xué)性能及水化熱歷程的影響規(guī)律以及水灰比對(duì)氫氧化鋇(八水)-水泥體系強(qiáng)度及水化熱歷程的影響規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明:氫氧化鋇(八水)使砂漿流動(dòng)度下降,也對(duì)凝結(jié)時(shí)間影響較大,隨摻量增加,緩凝作用增強(qiáng),當(dāng)氫氧化鋇(八水)摻量較多(7%,質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí),凝結(jié)時(shí)間反而較空白組短;氫氧化鋇(八水)摻量較小時(shí),對(duì)強(qiáng)度,水化熱基本無影響,氫氧化鋇(八水)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于3%時(shí),強(qiáng)度,水化放熱速率及放熱量均顯著降低;通過調(diào)整水灰比,可改善強(qiáng)度且不影響水化熱歷程。通過復(fù)合減水劑調(diào)整水灰比,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氫氧化鋇(八水)可有效降低水泥水化熱且對(duì)強(qiáng)度無顯著影響,尤其是抗折強(qiáng)度,可利用其進(jìn)行大體積混凝土的溫度控制[5]。
(5)用作相變儲(chǔ)熱材料。采用氫氧化鋇(八水)作為相變儲(chǔ)熱材料,經(jīng)過150次熔化—凝固熱循環(huán)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)隨著熱循環(huán)次數(shù)的增加,氫氧化鋇(八水)的相變點(diǎn)溫度變化很小,但是該相變材料結(jié)晶時(shí)存在嚴(yán)重的過冷現(xiàn)象。通過掃描電子顯微鏡獲得50次熱循環(huán)后氫氧化鋇(八水)與鋁合金和紫銅金屬材料之間的腐蝕情況圖像,圖像分析表明,氫氧化鋇(八水)與紫銅有良好的相容性。搭建了含/未含泡沫銅的相變儲(chǔ)能裝置的實(shí)驗(yàn)臺(tái),對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,泡沫銅填充不僅可以提高相變材料的傳熱效率,而且能夠有效地降低氫氧化鋇(八水)的過冷度[6]。
參考文獻(xiàn)
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[3]王慶琨,普紹平,朱澤兵,等.抗腫瘤藥米鉑的一種新合成方法及結(jié)構(gòu)表征[J].中國(guó)藥物化學(xué)雜志, 2011, 21(3):3.DOI:CNKI:SUN:ZGYH.0.2011-03-010.
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[6]盛強(qiáng),邢玉明,羅恒.八水氫氧化鋇相變材料儲(chǔ)熱性能實(shí)驗(yàn)[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào), 2014(5):4.DOI:10.13700/j.bh.1001-5965.2013.0385.