[发明专利]三偏磷酸钠的制备方法

说明书

本发明涉及一种用焙烧方法制备三偏磷酸钠的制备方法。

三偏磷酸钠是由三个偏磷酸钠分子呈环状聚合起来的化合物。

已知该化合物具有三种结晶形态，Ⅰ型被称为稳定型，它可溶于水，具有广泛的用途，是本专利的目的产品。Ⅱ型是在较低的焙烧温度下形成的，被称为低温稳定型。是一种难溶于水的结晶形态。Ⅲ型是在较高的焙烧温度下形成的，被称为高温稳定型，也是一种难溶于水的结晶形态。而Ⅰ型结晶是在介于Ⅱ、Ⅲ两种结晶形态的形成温度之间的适当温度下生成的，所以在各种制备方法中，往往都伴有一定数量的不溶性产物生成。此外，还可能存在一些可溶性的原料正磷酸盐，中间产品酸性焦磷酸盐，它们使产物的水溶液具有酸性。

三偏磷酸钠由磷酸二氢钠合成的反应式如下：

上述反应中的一个中间产物是Na₂H₂P₂O₇

由于温度、时间、催化剂、其它微量成份的存在等因素，反应除生成三聚偏磷酸钠之外，尚可能生成四聚六聚及其他更高级聚合物。

R.J.shaffery等人的连续化加工方法适于大规模的生产高质量的产品。H.A.Rohefs等人提出了一个可以间断式连续化制造的专利，它的特点是使用催化剂进行焙烧法。这种方法只适于加工小量样品，当物料加大到料层厚度达2cm以上时，焙烧产物中含有大量的中间产物Na₂H₂P₂O₇，即使提高焙烧温度或延长焙烧时间也一般不能使之完全消除，这显然是在焙烧脱水过程中，物料结构成坚固的硬块，处于中心位置的中间产物，既不易得到足够的热量使之脱去分子内部的水，而脱出的水也不能挥发逸出。

本发明的目的是研究出一种仍然用焙烧的方法，而得到几乎不含正磷酸盐和焦磷酸盐杂质的三偏磷酸钠。

本发明的方法是将NaH₂PO₄·2H₂O作为原料，加入NH₄NO₃作为催化剂，将两者均匀混合后放入电炉中，加热到300-400℃，2-3小时后，冷却，将冷却后的白色固体粉碎成粉末后，加入催化剂NH₄NO₃，再次放入电炉中加热，加热到400-480℃，2-3小时后，冷却出料，得到纯净的三偏磷酸钠。

将得到的三偏磷酸钠取1g溶于水，加入3d溴百里酚兰指示剂，用1N    NaOH滴定，耗碱液1-2d，证明可溶性杂质含量极微，可溶产物几乎是纯净的三偏磷酸钠。

实施例1.

取24.2g NaH₂PO₄·2H₂O（化学纯）加入3%重量的NH₄NO₃（化学纯）于Φ100mm的瓷蒸发皿中，放入电炉中，加热到300℃，并在此温度下保持2小时，然后停电放置过夜，第二天取出为白色固体物，粉碎为粉末。取1g样品溶于10-20ml蒸馏水中，加入5d指示剂，溴百里草酚兰，用1N NaOH滴定至溶液变兰色，耗NaOH 0.85ml，含中间产物约1%。再将粉碎后的粉末加入2%重量的NH₄NO₃后放入电炉加热到480℃，3小时后，冷却出料，混合均匀后取1g样品溶于20-30ml水中，加入3d溴百里酚兰指示剂，用1N NaOH滴定，耗液1-2d，证明可溶性杂质含量极微，可溶产物几乎是纯净的三偏磷酸钠。

实施例2.

在瓷碗中放入400g NaH₂PO₄·2H₂O，（加有2%硝酸铵）放入电炉中迅速升温至400℃并保温3小时，放置过夜后出料，粉碎后取样1g溶于20-30ml水，加入5d溴百里草酚兰指示剂，以0.1N NaOH滴定至兰色消耗NaOH 56.40ml，经计算产品中含62.6%酸性焦磷酸盐。

把烧成物粉末加入2%的NH₄NO₃，重新装入电炉中进行二次焙烧，并在400℃温度保持3小时，然后冷却出料，混合均匀后取样品1g溶于20-30ml水中，（有20-30%不溶物）加入3d溴百里酚兰指示剂用1N NaOH滴定，耗碱液1-2d，可证明可溶性杂质含量极微，可溶产物几乎是纯净的三偏磷酸钠。