三聚氰酸及分解产物异氰酸的应用性能研究

摘要

三聚氰酸是一种重要的化工产品，目前产品用途有限。设计了三聚氰酸的合成新工艺，它可以作为一种二氧化碳封存利用的产品，合成一份三聚氰酸产品可以封存同量的二氧化碳，是目前世界上单位产品封存二氧化碳量最大的稳定固体产品，急需开发它的用途。三聚氰酸本身可以作为一种缓释肥料，它的化学性质比较活泼，可以发生热解、取代、加成、聚合等化学反应。可以分为两类反应，一种是三聚氰酸的热解反应，另一种是三聚氰酸分子上的加成、取代等化学反应。
　　本论文对三聚氰酸分解产物异氰酸的性能进行了研究。分别进行了三聚氰酸热解为异氰酸的实验研究;利用异氰酸与氢氧化钠反应合成了氰酸钠并进行了最佳反应条件的确定;探讨了异氰酸与二氧化硫的反应。
　　一、三聚氰酸热解为异氰酸
　　采用三聚氰酸热解制备了异氰酸。在自主设计的反应装置上，进行了异氰酸的制备实验，考察了粒径、氮气流速、反应温度等因素对异氰酸的影响，确定了制备异氰酸的优化反应条件。即120目的三聚氰酸在氮气流速0.2L/min，反应温度为700℃的条件下制得的异氰酸含量和收率最高，分别为95.69％和88.60％。分别采用乙醚和四氯化碳为吸收溶剂对产物进行了收集;进行了红外、气-质表征分析，最佳条件下制得的异氰酸不含雷酸、正氰酸等副产物。
　　二、异氰酸与氢氧化钠反应制备氰酸钠
　　进行了异氰酸和氢氧化钠反应制备氰酸钠的实验，考察了反应温度、原料摩尔比、反应时间以及溶剂对氰酸钠的影响，确定了优化反应条件。即反应时间为30min，原料摩尔配比为2.0∶1，反应温度10℃，溶剂质量比10∶1条件下，所得氰酸钠含量和收率最高，分别为97.58％和88.83％。采用银量法和重量法测试了氰酸钠的纯度并进行了对比，分析误差低于3％;进行样品的红外、TG-DTA表征分析，最佳条件下制得的氰酸钠不含氨基甲酸乙酯、脲基甲酸乙酯等副产品。
　　三、异氰酸与二氧化硫的反应探讨
　　异氰酸可以和二氧化硫发生化学反应，在实验室自主设计了异氰酸与二氧化硫的反应装置并进行了实验，实验结果证明了两者的反应产物。对其反应机理进行了初步探讨。异氰酸和二氧化硫发生的可能是加成化学反应，反应产物分子结构有待进一步验证。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 三聚氰酸的简介

1．2 异氰酸

1．2．1 异氰酸的性质

1．2．2 异氰酸的制备

1．2．3 异氰酸的反应

1．3 氰酸钠的制备

1．3．1 国体熔融法

1．3．2 吸收法

1．3．3 液相反应法

1．3．4 液固相反应法

1．3．5 异氰酸纯度的测试方法

1．4 烟气中二氧化硫的反应研究现状

1．4．1 烟气中二氧化硫的湿法反应

1．4．2 烟气中二氧化硫的干法反应

1．4．3 烟气中二氧化硫的半千法反应

1．5 本课题的研究意义

1．5．1 课题研究的意义及创新点

1．5．2 课题研究内容

第二章 三聚氰酸热解为异氰酸的实验

2．1 实验药品及仪器设备

2．2 实验装置及流程

2．3 纯度分析及产率测定

2．4 实验结果分析

2．4．1 实验结果定性分析

2．4．2 实验条件的影响

2．5 本章小结

第三章 异氰酸与氢氧化钠反应制备氰酸钠

3．1 实验药品及仪器设备

3．2 制备装置及流程

3．3 纯度分析及产率测定

3．4 结果与讨论

3．4．1 正交试验设计

3．4．2 实验结果定性分析

3．4．3 实验条件的影响

3．5 本章小结

第四章 异氰酸与二氧化硫的反应探讨

4．1 实验药品及仪器

4．2 反应装置

4．3 试验参数测量及分析方法

4．4 异氰酸与二氧化硫的反应结果分析

4．5 本章小结

第五章 本文结论及进一步研究的问题

4．1 本文结论

4．2 进一步研究的问题

参考文献

致谢

攻读硕士学位论文期间发表论文情况