СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА Российский патент 1994 года по МПК C01B15/01 

Изобретение относится к неорганической химии, в частности к составам для получения пероксида водорода.

Составы могут быть использованы в медицине, медицинской и микробиологической промышленности как дезинфецирующие средства, на подводных лодках, в космических кораблях и в практическом здравоохранении как источники кислорода для дыхания, в текстильной и бумажной промышленности, а также в промышленности синтетических моющих средств в качестве отбеливателей.

Составы представляют собой собственно носитель Н₂О₂ и одно или несколько специфических для каждого носителя стабилизаторов, предохраняющих его от разложения. Носитель пероксида водорода состоит из пероксида водорода и так называемой балластной части.

Эксплуатационные свойства состава: расход на получение одного и того же количества кислорода, одинакового дезинфецирующего или отбеливающего эффекта, а также экологическая нагрузка на окружающую среду (количество твердых отходов от получения кислорода, объем и концентрация смывных растворов после дезинфекции или отбеливания) зависят от соотношения в носителе количества Н₂О₂ и балластной части, т. е. от процентного содержания пероксида водорода.

Известные составы основаны на использовании носителя Н₂О₂ с низким содержанием пероксида водорода и соответственно со значительным содержанием вещества-балласта. Большинство этих соединений, кроме того, имеют щелочную природу, что снижает их стабильность как в твердом состоянии, так и в виде раствора. Известно, что в щелочной среде пероксид водорода малоустойчив.

Наиболее близким по техническому решению к заявляемому объекту следует считать состав, содержащий пероксосольват карбоната натрия Na₂CO₃ ˙1,5H₂O₂ как носитель пероксида водорода и кислые добавки в смеси с аминами и спиртами в качестве стабилизаторов. Состав стабилен в твердом состоянии.

Недостаток состава состоит в том, что он содержит значительное количество солевого балласта 68% .

Цель изобретения - повышение содержания пероксида водорода в составе и снижение его токсичности при сохранении высокой стабильности.

Цель достигается тем, что в предлагаемом составе в качестве носителя пероксида водорода используют дипероксосольват фторида калия KF ˙ 2H₂O₂, а в качестве стабилизаторов смеси кислоты (борной или щавелевой, или лимонной) и соответствующей ей калиевой соли, мас. % :
KF˙2H₂O₂ 95-98
11

--32 Кислота + соль кислокалия^та11--32
кислокалия^та11--32
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав для получения пероксида водорода отличается присутствием новых признаков - введением новых компонентов: дипероксосольвата фторида калия, кислоты (борной или щавелевой, или лимонной) и соответствующих этим кислотам калиевых солей.

Стабильный богатый пероксидом водорода состав дает только сочетание всех трех ингредиентов: KF˙ 2H₂O₂, кислоты и сопряженной с ней соли. Для экспериментальной проверки заявляемого изобретения готовят смеси предлагаемого состава. Дипероксосольват фторида калия используют в виде свежеприготовленного препарата, полученного по известной методике [1] : к 100 г KF˙ 2H₂Oдобавляют 300 мл 30% -ного раствора Н₂О₂. От образовавшегося раствора воду удаляют в вакууме при 30^оС. Получают 134 г твердого вещества состава KF˙ 2H₂O₂ с содержанием Н₂О₂ 53,9% (вычислено для KF˙ 2H₂O₂ 53,95% ). После смешивания ингредиентов устанавливают содержание в составе Н₂О₂, определяют стабильность в условиях естественного хранения. Образцы помещают в полиэтиленовые пакеты, герметизируют и хранят при 20-22^оС и относительной влажности 30-50% . В процессе хранения периодически отбирают пробы вещества, анализируют на содержание Н₂О₂ и определяют потерю пероксида водорода за определенные промежутки времени.

П р и м е р 1. К 97 г KF˙ 2H₂O₂ добавляют 2 г борной кислоты и 1 г бората калия. Ингредиенты тщательно перемешивают. Получают смесь, содержащую 52,3% Н₂О₂ и 47,7% солевого балласта. Потери Н₂О₂ при хранении составляют (% ): 1,7 за 50 сут, 3,9 за 100 сут, 5,9 за 150 сут, 4,9 за 200 сут, 11,7 за 380 сут.

Возможна другая реализация состава, а именно, введение стабилизирующих добавок к раствору KF в пероксиде водорода перед началом кристаллизации KF˙ 2H₂O₂.

П р и м е р 2. К 100 г KF˙ 2H₂O добавляют 300 мл 30% -ного раствора Н₂О₂, 2,7 г (2% в расчете на твердый состав) щавелевой кислоты и 1,3 г (1% в расчете на твердый состав) оксалата калия. Перемешивают до полного растворения. Воду удаляют выдерживанием раствора в вакууме при 30^оС. Получают 138 г твердого вещества с содержанием Н₂О₂ 52,3% и с содержанием солевого балласта 47,7% . Потери Н₂О₂ при хранении составляют (% ): 1,8 за 50 сут, 3,8 за 100 сут, 7,0 за 150 сут, 7,9 за 200 сут, 14,0 за 380 сут.

Все другие составы готовят способами, аналогичными приведенным в примерах 1 и 2.

Свойства составов на основе KF˙ 2H₂O₂ сведены в таблицу.

Предлагаемый состав отличается более высоким содержанием Н₂О₂(52% против 31% для прототипа) и низким содержанием солевого балласта (48% против 68% для прототипа).

Как следует из данных таблицы, потери Н₂О₂ предлагаемым составом близки к потерям прототипа как через небольшие промежутки времени, например, 50 сут, так и при хранении в течение года. Потери, составляющие около 10% в год, ниже принятых в промышленности для известных препаратов на основе пероксида водорода, которые имеют ограниченные сроки хранения. Так, для "Персоли" допустимые потери за год составляют 23% .

Предлагаемый состав обладает существенными преимуществами при эксплуатации, поскольку позволяет уменьшить расход на единицу получаемого Н₂О₂, О₂ и т. д. Состав менее токсичен, поскольку основной вклад в токсичность вносит балластная часть носителя, содержание которого в предлагаемом составе снижено. При использовании предлагаемого состава снижается объем и концентрация солей в смывных водах после дезинфекции, отбеливания и других процессов, что уменьшает экологическую нагрузку на окружающую среду, затраты на создание очистных сооружений и т. д.

Использование состава для целей дезинфекции показало, что предлагаемый состав обладает более высокой по сравнению с прототипом деконтаминирующей активностью: константа деконтаминации 2-го порядка для прототипа составляет 0,1753±0,0333, для предлагаемого состава 0,2951±0,0122. (56) 1. Титова К. В. , Гелюк И. П. , Росоловский В. Я. Журнал неорганической химии, 1987, т. 32, N 11, с. 2612.

2. Заявка Японии N 53-959, кл. С 01 В 15/10, 1978.

Использование: составы для получения пероксида водорода. Сущность изобретения: состав для получения пероксида водорода содержит дипероксосольват фторида калия и смесь борной или щавелевой, или лимонной кислоты с соответствующей ей калиевой солью при следующем содержании компонентов, мас. % : дипероксосольват фторида калия 95 - 98; борная или щавелевая, или лимонная кислота 1 - 3; борат или оксалат, или цитрат калия 1 - 2. 1 табл.

СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРОКСИДА ВОДОРОДА, содержащий твердый носитель пероксида водорода и стабилизатор, отличающийся тем, что, с целью повышения содержания пероксида водорода в составе и снижения его токсичности при сохранении высокой стабильности, в качестве носителя пероксида водорода используют дипероксосольват фторида калия, а в качестве стабилизатора - смесь борной, или щавелевой, или лимонной кислоты соответственно с боратом или оксалатом, или цитратом калия при следующем содержании компонентов, мас. % :
Дипероксосольват фторида калия 95 - 98
Борная, или щавелевая, или лимонная кислота 1 - 3
Борат, или оксалат, или цитрат калия 1 - 2