CN115956141A - 偶氮化合物制备方法 - Google Patents

Abstract

公开一种偶氮化合物制备方法。公开的偶氮化合物制备方法可以包括：第一步骤，在反应系统内，对含有氢化偶氮化合物(hydrazo compound)及至少一种M_aX_b的第一溶液实施电解，以生成X_b分子，第二步骤，通过所述生成的X_b分子，对所述氢化偶氮化合物进行氧化，以获得含有偶氮化合物(azo compound)、M_aX_b及HX的第二溶液，第三步骤，将所述第二溶液排至所述反应系统的外部，由此分离出含有M_aX_b及HX的第三溶液，以获得固体偶氮化合物，以及第四步骤，将等同于所述氢化偶氮化合物的附加氢化偶氮化合物和所述第三溶液投入到所述反应系统内，对含有所述附加氢化偶氮化合物、M_aX_b及HX的第四溶液实施电解，以生成X_b分子。可以将所述第四步骤、所述第二步骤及所述第三步骤视作一个周期来反复实施所述周期，其中，所述X是卤素元素，所述M是选自氢、Li、Na、K、Mg、Ca、Mn、Fe、Ni、Cu、Ag、Zn、Sn、Zr、Ti中的至少一种，或者，是选自一级铵离子、二级铵离子、三级铵离子中的至少一种，所述H可以表示氢，所述a及b可以相互独立地为1至4中的任一整数。

Description

偶氮化合物制备方法

技术领域

本发明涉及一种偶氮化合物制备方法，更具体地，涉及一种能从氢化偶氮化合物制备出偶氮化合物的方法。

背景技术

偶氮化合物(azo compound)作为两个氮原子双键键合的结构，其是具有R-N＝N-R'(偶氮基)的化合物。其中，R和R'分别是芳基或烷基。偶氮基是一种发色团，包含这种偶氮基的偶氮化合物，显示出红色、橙色、黄色等颜色，用作染料的应用价值高，正在多方面地用作彩色滤光片的着色剂，这种彩色滤光片用于液晶显示面板、电致发显示面板光、等离子显示面板等显示装置中。

另外，作为一种偶氮化合物的偶氮二甲酰胺(azodicarbonamide)(ADCA)，是当前最常用的发泡剂物质。发泡剂是与合成树脂调配，用于制备多孔发泡体的添加剂，偶氮二甲酰胺的特征在于具有自熄性、无毒性，使用其的目的在于，实现产品的轻量化、缓冲性、悬浮性、吸水性、装饰性、触感性、节约成本、尺寸稳定性。并且，所述偶氮二甲酰胺的发泡主要用于聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)、聚乙烯(polyethylene，PE)、聚丙烯(polypropylene，PP)、橡胶(rubber)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(ethylene-vinyl acetatecopolymer，EVA)、聚苯乙烯(polystyrene，PS)、聚氨酯(polyurethane，PU)、透明硅胶等。并且，所述偶氮二甲酰胺在加热时，可以迅速产生氮气，分解产物具有不燃型，且无毒，因此被认为是一种优异的发泡剂。并且，所述偶氮二甲酰胺还可用作小麦粉的熟成剂或漂白剂(45ppm以下，以美国FDA为准)。

另外，偶氮二甲酰胺通常用氯(chlorine)(Cl₂)来氧化联二脲(hydrazodicarbonamide，HDCA)而制成。此时，传统技术采用了将氯直接输送至反应物的方式(传统方式)。

但，传统方式需要使用过多的氯，还与偶氮二甲酰胺一同生成次级产物，即强酸盐酸(HCl)，因此，其弊端在于，对于次级产物(废水)的中和也需要使用大量的碱化合物。对此，研究了通过电解法生成氯(Cl₂)的方案。但，该方法也存在以下弊端：为了阻止阴极部生成的次级产物，即，氢氧化钠(NaOH)分解阳极部生成的偶氮二甲酰胺，必需在反应器(电解槽)内通过隔膜分隔阳极部和阴极部，还要在次级产物(废水)处理上需要消耗的费用多，因此，始终没有应用。

图1示出了根据传统技术制备偶氮化合物时采用的电解装置和制备过程。

如图1所示，容器10内设有隔膜13，通过所述隔膜13，容器10划分为阴极部14(cathode compartment)和阳极部15(anode compartment)，阴极部14配置有阴极11，阳极部15配置有阳极12。阳极部15内还具备搅拌器16。容器10内注入含有氢化偶氮化合物和氯化钠(NaCl)的溶液17，并通过电解反应，由所述氢化偶氮化合物形成偶氮化合物。

图1所示的传统技术采用以下方式：将氯化钠(NaCl)投入到反应物中，通过电解，在反应物内生成氯并进行输送，此时，为了阻止在阴极部14生成的NaOH分解在阳极部15生成的偶氮二甲酰胺，必需在反应器(电解槽)(即容器10)内通过隔膜13分隔阳极部15和阴极部14。偶氮化合物的生成反应为浆液反应，因此，为了反应的顺利进行，必需搅拌反应物。通常隔膜13由薄膜制成，因此，由于搅拌器16的搅拌力，隔膜13被受损的可能性很大。并且，传统技术中，为了持续生产出对于氢化偶氮化合物进行氧化的氯，需要将氯化钠持续输送至反应物中。

发明内容

所要解决的问题

本发明的技术问题在于，提供一种偶氮化合物制备方法，作为通过氢化偶氮化合物制备偶氮化合物的方法，利用规定卤素化合物(M_aX_b)，从而在实施回收利用(recycle)工序时，无需持续投入氯源等，可以显著降低废水和次级产物的处理压力，实现高转化率及高产率。

另外，本发明的技术问题在于，提供一种偶氮化合物制备方法，其即使采用电解方式，也无需使用隔膜，可以将用电量减至比传统技术少。

本发明的技术问题不受上述内容的限定，本发明所属技术领域的技术人员可以从以下描述明确地理解未提及的另外技术问题。

解决问题的方案

根据为实现本发明的上述目的的本发明的实施例，提供一种偶氮化合物制备方法，其包括：第一步骤，在反应系统内，对含有氢化偶氮化合物(hydrazo compound)及至少一种M_aX_b的第一溶液实施电解，以生成X_b分子，第二步骤，通过所述生成的X_b分子，对所述氢化偶氮化合物进行氧化，以获得含有偶氮化合物(azo compound)、M_aX_b及HX的第二溶液，第三步骤，将所述第二溶液排至所述反应系统的外部，由此分离出含有M_aX_b及HX的第三溶液，以获得固体偶氮化合物，以及第四步骤，将等同于所述氢化偶氮化合物的附加氢化偶氮化合物和所述第三溶液投入到所述反应系统内，对含有所述附加氢化偶氮化合物、M_aX_b及HX的第四溶液实施电解，以生成X_b分子；将所述第四步骤、所述第二步骤及所述第三步骤视作一个周期来反复实施所述周期，其中，所述X是卤素元素，所述M是选自氢、Li、Na、K、Mg、Ca、Mn、Fe、Ni、Cu、Ag、Zn、Sn、Zr、Ti中的至少一种，或者，是选自一级铵离子、二级铵离子、三级铵离子中的至少一种，所述H是氢，所述a及所述b相互独立地为1至4中的任一整数。

在所述第一步骤，首次投入所述反应系统中的所述至少一种M_aX_b的量为所述第一溶液的总重量的1重量％至30重量％。

所述M_aX_b可以包含Cl₂前驱体和Br₂前驱体中的任一者以上。

所述Cl₂前驱体的含量可以是第一溶液总重量的3重量％至15重量％。

所述Br₂前驱体的含量可以是第一溶液的总重量的0.05重量％至5重量％。

所述偶氮化合物制备方法可以满足以下关系式(1)：

关系式(1)

所述关系式(1)中，α是相对于第一溶液的总重量的M_aX_b的含量(重量％)，β是偶氮化合物制备方法的反应温度(℃)。

所述偶氮化合物制备方法可以满足以下关系式(1-1)。

关系式(1-1)

所述关系式(1-1)中，α是相对于第一溶液的总重量的M_aX_b的含量(重量％)，β是偶氮化合物制备方法的反应温度(℃)。

自所述第一步骤的起始时间点至所述第三步骤的终止时间点为止，在所述第一溶液至第三溶液内，所述HX的浓度可以保持均匀。

所述反应系统可以包括：所述第一至第四步骤中任一步骤的溶液，浸泡在所述溶液的阳极，以及浸泡在所述溶液的阴极；所述阳极及阴极的周围的所述溶液可以呈酸性。

所述阴极可以直接接触所述氢化偶氮化合物和所述偶氮化合物中的任一者以上。

所述氢化偶氮化合物可以是联二脲(HDCA)，所述偶氮化合物可以是偶氮二甲酰胺(ADCA)。

在所述第三步骤分离所述第三溶液之前，所述偶氮化合物可以以浆液状态存在。

根据为实现本发明的上述技术方案的本发明的另一实施例，提供一种偶氮化合物制备方法，其包括：第一步骤，在反应系统内，对含有氢化偶氮化合物(hydrazo compound)及至少一种M_aX_b的第一溶液实施电解，以生成X_b分子，第二步骤，通过所述生成的X_b分子，对所述氢化偶氮化合物进行氧化，以获得含有偶氮化合物(azo compound)、M_aX_b及HX的第二溶液，以及第三步骤，将所述第二溶液排至所述反应系统的外部，由此分离出含有所述M_aX_b及HX的第三溶液，以获得固体偶氮化合物；在所述第一步骤至第三步骤的反应系统内，所述第一溶液至第三溶液的pH均匀，其中，所述X是卤素元素，所述M是选自氢、Li、Na、K、Mg、Ca、Mn、Fe、Ni、Cu、Ag、Zn、Sn、Zr、Ti中的至少一种，或者，是选自一级铵离子、二级铵离子、三级铵离子中的至少一种，所述H是氢，所述a及b相互独立地为1至4中的任一整数。

发明效果

根据本发明的实施例可以实现偶氮化合物制备方法，在通过氢化偶氮化合物制备偶氮化合物的方法中，利用规定卤素化合物(M_aX_b)，从而在实施回收利用(recycle)工序时，无需持续投入氯源等，可以显著降低废水和次级产物的处理压力，实现高转化率及高产率。

并且，本发明的实施例可以实现偶氮化合物制备方法，即使采用电解方式，也无需使用隔膜，可以将用电量减至比传统技术少。因此，制备工序和工序管理变容易，可以节约制备费用，提高生产效率。

附图说明

图1示出了传统技术中，用于制备偶氮化合物的电解装置及制备过程。

图2是本发明的一实施例中偶氮化合物制备方法的流程图。

图3a、图3b及图3c分别示出了可用于本发明一实施例中偶氮化合物制备方法的反应系统。

图4涉及本发明的另一实施例，示出了可用于偶氮化合物制备方法的反应系统。

图5涉及本发明的另一实施例，示出了可用于偶氮化合物制备方法的反应系统。

具体实施方式

以下，参考附图详细描述本发明的实施例。

以下描述的本发明实施例将本发明更明确地解释给本技术领域的技术人员，本发明的范围不受以下实施例的限定，以下实施例可以通过多种其他形式进行变形。

本说明书的术语用于描述特定实施例，本发明不受其限定。除非上下文明确指出其他情况，否则本说明书的单个型术语可以包括多个型。并且，本说明书的术语“包括(comprise)”及/或“包括的(comprising)”并非特指提及的形状、步骤、数字、动作、部件、构件及/或其组合的存在，并不排除一个以上的其他形状、步骤、数字、动作、部件、构件及/或其组的存在或添加。并且，本说明书的术语“连接”不仅意味着直接连接某部件，还包括部件之间还带有其他部件而间接连接的概念。

并且，本说明书中，提及到某部件位于其他部件“之上”时，其不仅包括某部件接触其他部件的情况，还包括两部件之间进一步具备其他部件的情况。本说明书的术语“及/或”包括所述列举项目中任一个及一个以上的所有组合。并且，本说明书中，“约”、“实质上”等表示程度的术语考虑到固有的制备及物质公允误差，用于表示其数值或程度的范畴或接近其的含义，并防止侵权人不正当地利用为帮助理解本说明书提供的涉及到精确或绝对数值的说明内容。

为了明确地及便于描述说明书，可以有些放大示出附图的区域或部件。在整篇的说明书中，相同的附图标记表示相同的构件。

图2是本发明的一实施例中偶氮化合物制备方法的流程图。

如图2所示，根据本发明实施例的偶氮化合物制备方法可以包括下述的第一至第四步骤(S10至S40)。

第一步骤S10：将含有氢化偶氮化合物(hydrazo compound)及至少一种M_aX_b的第一溶液投入到反应系统内，对于该溶液实施电解工序，以生成X_b分子。

第二步骤S20：通过所述生成的X_b分子，对所述氢化偶氮化合物进行氧化，以获得含有偶氮化合物(azo compound)、M_aX_b及HX的第二溶液。

第三步骤S30：将所述第二溶液排至所述反应系统的外部，由此分离出含有M_aX_b及HX的第三溶液，以获得固体偶氮化合物。

第四步骤S40：将等同于所述氢化偶氮化合物的氢化偶氮化合物(附加的氢化偶氮化合物)和所述第三溶液再次投入到所述反应系统内，对含有所述附加氢化偶氮化合物、M_aX_b及HX的第四溶液实施电解工序，以生成X_b分子。

并且，本实施例中，偶氮化合物制备方法可以将第四步骤S40、第二步骤S20及第三步骤S30视作一个周期来反复实施所述周期。即，可以在第四步骤S40后，实施对应于第二步骤S20的步骤以及对应于第三步骤S30的步骤，在再次实施对应于第四步骤S40的步骤之后，进一步实施对应于第二步骤S20的步骤以及对应于第三步骤S30的步骤。可以反复实施这种过程。即，如果是批次(Batch)式反应，就可以按顺序来实施第一步骤S10、第二步骤S20、第三步骤S30及第四步骤S40。就所述批次式反应而言，同时实施所述第一步骤S10至第四步骤S40时，也许会存在反应稳定性的问题。并且，如果是连续式反应，就可以按顺序来实施第四步骤S40、第二步骤S20及第三步骤S30，也可以同时实施。此时，电能可以不间断地持续输入。

其中，所述X可以是卤素元素。例如，所述X可以含有Cl、Br、I中的至少一种。所述M可以是选自氢、Li、Na、K、Mg、Ca、Mn、Fe、Ni、Cu、Ag、Zn、Sn、Zr、Ti中的至少一种，或者，可以是选自一级铵离子、二级铵离子、三级铵离子中的至少一种。所述铵离子可以含有NH₄(NH₄ ⁺)。并且，所述H表示氢，所述a和b可以相互独立地为1至4中的任一整数。

以下，进一步具体描述所述各个步骤(第一步骤S10至第二步骤S40)。

第一步骤S10中，可以将含有氢化偶氮化合物及至少一种M_aX_b的第一溶液投入到反应系统内，对该第一溶液实施电解工序来生成X_b分子。其中，M_aX_b可以是卤素化合物。一实现例中，所述M_aX_b可以包含Cl₂前驱体和Br₂前驱体中的任一者以上。例如，所述M_aX_b可以单独包含Cl₂前驱体，可以单独包含Br₂前驱体，或者可以将Cl₂前驱体和Br₂前驱体均包含在内。此时，Cl₂前驱体或Br₂前驱体是指通过预定的反应提供Cl₂或Br₂的物质，例如，是指可以通过电解反应形成Cl₂或Br₂的物质。例如，所述M_aX_b可以是HCl。这是在M_aX_b中，M为H且X为Cl的情况。并且，所述M_aX_b可以含有两种以上物质，作为一例，可以含有HCl及HBr。这可以是M_aX_b中混合有M为H且X为Cl的物质以及M为H且X为Br的物质的情况。M_aX_b中，就X为Br的Br系化合物而言，将作为电解物质投入，但还可以同时起到催化作用。另一例中，可以含有HCl及NaCl。这可以是M_aX_b中混合有M为H且X为Cl的物质以及M为Na且X为Cl的物质的情况。但所述化合物是示意性的，除此之外，可以使用其他组分的M_aX_b。另外，随着所述M可以为H，M_aX_b可以与HX相同。

例如，所述第一溶液，作为溶剂，例如，可以包括水(water)。但，所述溶剂的种类不限定为水，可以进行多种变化。例如，所述溶剂可以包括水、乙醇和有机溶剂中至少一种。所述第一溶液内，所述氢化偶氮化合物可以以浆液状态存在，或者以被溶解的状态存在。即使所述氢化偶氮化合物以浆液状态存在，也可以从广义上将所述氢化偶氮化合物视作溶液的部分构成或含于溶液的构成。

在第一步骤S10，可以通过针对所述M_aX_b的电解工序生成X_b分子。例如，其过程可以入下述化学式1。

化学式1：M_aX_b→M_a+X_b

实施所述电解工序时，可以在阴极生成M_a，可以在阳极生成X_b分子。所述M_aX_b含有HCl时，M_a可以是H₂(即，氢分子)，X_b可以是Cl₂(即，氯分子)。H₂和Cl₂可以是气体。

所述M_aX_b中，M为金属离子或铵离子时，化学式1可以更改。作为具体例，在所述化学式1中，M_aX_b为2LiCl时，可以通过电解生成2Li⁺及Cl₂气体。所述M_aX_b为2NH₄Cl时，可以通过电解生成2NH₄ ⁺及Cl₂气体。因此，所述化学式1是示意性的，可以根据使用的M_aX_b物质而不同。并且，所述溶液的溶剂为水(H₂O)时，可以通过所述电解，使2H₂O分解成H₂和2OH^-。此时，所述2Li⁺可以与2OH^-反应而成为2LiOH，所述2NH₄ ⁺可以与2OH^-反应而成为2NH₄OH。

在第二步骤S20，可以通过所述生成的X_b分子，对所述氢化偶氮化合物进行氧化，以获得含有偶氮化合物、M_aX_b及HX的第二溶液。这种第二步骤S20的反应可以如下述化学式2。

化学式2：氢化偶氮化合物+X_b→偶氮化合物+2HX

所述氢化偶氮化合物中，氢(hydrogen)(H)可以与X_b反应而生成2HX，所述氢化偶氮化合物可以转化为偶氮化合物。

通过第二步骤S20获取的第二溶液可以是含有所述偶氮化合物、M_aX_b及HX的溶液。其中，M_aX_b可以是在第一步骤S10投入的M_aX_b中，消耗一部分后剩下的物质。例如，在第一步骤S10，当M_aX_b含有HCl及HBr时，所述HBr可以同时起到催化作用，参与反应之后，可以不被消耗而留有剩余，因此，在第二步骤S20，可以以M_aX_b的形态留存。HCl也有可能留有一部分。从这种含义可以认为，第二步骤S20的M_aX_b相当于在第一步骤S10投入的M_aX_b的一部分。所述化学式2中，当X_b为Cl₂时，2HX可以是2HCl。但，2HX的物质不限于2HCl，可以变化。所述M_aX_b中，当所述M_a为H时，可以是HX(第一HX)，此时，所述“第一HX”并不意味着与所述偶氮化合物一同生成的HX(第二HX)，而是意味着不同于“第二HX”的HX。在第二步骤S20的所述第二溶液内，所述偶氮化合物可以以浆液状态存在，也可以以被溶解的状态存在。即使所述偶氮化合物以浆液状态存在，也可以从广义上将所述偶氮化合物视作溶液的部分构成或含于溶液的构成。

在第三步骤S30，可以将所述第二溶液排至所述反应系统的外部，由此分离出含有所述M_aX_b及HX的第三溶液，以获得固体偶氮化合物。可以将在第二步骤S20获得的所述第二溶液排至所述反应系统的外部，然后，从所述第二溶液分离出含有M_aX_b和HX的第三溶液，从而获得固体偶氮化合物。这可以称作为获得固体偶氮化合物实施的脱水及烘干工序。由此，可以获得固体偶氮化合物，与此同时，可以通过分离出含有M_aX_b和HX的第三溶液来达到获得其的目的。在后续工序，可以将如此被分离的含有M_aX_b和HX的溶液再次投入到反应系统来实现回收利用(recycle)。

即，对HX实施电解时，会生成X_b分子，同时，所述X_b分子对氢化偶氮化合物进行氧化，从而生成偶氮化合物。不仅如此，作为所述氧化反应的产物，与偶氮化合物一同生成HX，因此，自所述第二步骤S20的起始时间点至所述第三步骤S30的终止时间点为止，HX的浓度可保持均匀。即，自所述第一步骤S10的起始时间点至所述第三步骤S30的终止时间点为止，在所述第一溶液至第三溶液内，所述HX的浓度可以保持均匀。因此，在所述第三步骤结束之后，在下述的第四步骤S40再次投入所述被分离的含有M_aX_b和HX的溶液时，可以直接投入所述被分离的溶液，使其发生反应，也可以在所述被分离的溶液里仅补充损耗量后再次投入。

在第四步骤S40，可以将等同于所述氢化偶氮化合物的氢化偶氮化合物(附加的氢化偶氮化合物)和所述第三溶液投入到所述反应系统内，对所述含有附加氢化偶氮化合物、M_aX_b,和HX的第四溶液实施电解工序而生成X_b分子。

另外，所述术语“等同”并非意味着“等量”，而是意味着“相同的化合物”。

在第四步骤S40，可以对于所述M_aX_b及HX实施电解工序来生成X_b分子。例如，其过程可以如下述化学式3-1和化学式3-2。

化学式3-1：M_aX_b→M_a+X_b

化学式3-2：2HX→H₂+X₂

在实施所述电解工序时，可以在阴极生成M_a和H₂，可以在阳极生成X_b和X₂。其中，例如，X_b可以含有Cl₂。所述化学式3-1中，如在所述化学式1中描述，化学式可以根据使用的M_aX_b物质而变化。

可以认为，在第四步骤S40生成X_b分子的过程对应或类似于在第一步骤S10生成X_b分子的过程。因此，将所述第四步骤、所述第二步骤及所述第三步骤视作一个周期来反复实施所述周期。在第四步骤S40后，可以实施对应于第二步骤S20的步骤以及对应于第三步骤S30的步骤，在再次实施对应于第四步骤S40的步骤之后，进一步实施对应于第二步骤S20的步骤以及对应于第三步骤S30的步骤。可以反复实施这种过程。

例如，将HCl用作氯(Cl₂)的前驱体时，对于所述HCl实施电解而生成所述氯(Cl₂)的同时，由所述氯(Cl₂)实现对于氢化偶氮化合物的氧化。随着所述氢化偶氮化合物通过氧化反应转化为偶氮化合物，再次生成HCl。因此，尽管反复实施电解和氧化反应，但在所述第一步骤的反应起始时间点投入的HCl的浓度不会发生变化。即，可以回收利用在所述第三步骤的终止时间点生成的偶氮化合物以及分离出所述偶氮化合物的溶液。

并且，所述被分离的偶氮化合物可以含有微量反应液，该微量反应液中含有HCl，可以利用大量的水实施冲洗过程来清除所述微量反应液。可以将通过所述过程产生的低浓度HCl溶液再次浓缩为高浓度，再次用在本发明的电解反应中。所述HCl仅作为一实施例进行了描述，并不限于此。

如上所述，根据本发明的实施例回收利用(recycle)在第三步骤S30分离出的第三溶液并继续(反复)使用，因此，无需持续投入新的卤素源(例如，氯源)，可以显著降低废水和次级产物的处理压力。

在第一步骤S10，首次投入所述反应系统中的所述M_aX_b的量为所述第一溶液的总重量的约1重量％至30重量％左右。此时，所述M_aX_b可以含有Cl₂前驱体和Br₂前驱体中的任一者以上。例如，在第一步骤S10，所述M_aX_b的首次投入量可以是所述第一溶液的总重量的约1至20重量％。在所述第一步骤S10，首次投入所述反应系统中的所述M_aX_b的量不足1重量％时，由于电解质的量不够，会拉高电压，出现发热，导致难以实施实质性的电解工序，而超过30重量％时，会使溶液内酸浓度变浓，阻碍偶氮化合物的生成，导致实施电解工序的电极受损。可以考虑所述第一溶液的总重量来确定第一步骤S10中所述M_aX_b的首次投入量。在第一步骤S10，所述M_aX_b的首次投入量可以较少。通过仅在初始步骤(即第一步骤S10)采用较少量的M_aX_b，以实施根据实施例的偶氮化合物制备工序。

在第一步骤S10投入的所述M_aX_b包含Cl₂前驱体时，所述Cl₂前驱体的含量可以是第一溶液总重量的3至15重量％左右。在所述第一步骤S10，首次投入所述反应系统的所述Cl₂前驱体的量不足3重量％时，由于电解质的量不够，会拉高电压，出现发热，导致难以实施实质性的电解工序，而超过15重量％时，会使溶液内酸浓度变浓，阻碍偶氮化合物的生成，导致实施电解工序的电极受损。

在第一步骤S10投入的所述M_aX_b将Cl₂前驱体和Br₂前驱体均包含在内时，所述Cl₂前驱体的含量可以与上述相同，所述Br₂前驱体的含量可以是第一溶液总重量的0.05至5重量％，优选地，可以是0.1至3重量％。在所述第一步骤S10中，首次投入所述反应系统的所述Br₂前驱体的量不足0.05重量％时，会使制备的偶氮化合物的分解温度变低，导致品质显著下降，而超过5重量％时，会使偶氮化合物的制备产率显著下降，使偶氮化合物每1g用电量增加。

并且，只要是可以在第一步骤S10通过电解生成X_b分子的物质，即便不是所述M_aX_b物质，也可以采用其他物质。

另外，例如，在第二步骤S20、第三步骤S30及第四步骤S40中提及的所述HX中X(卤素元素)可以是Cl、Br、I中至少一种。换言之，例如，所述HX可以包含选自由HCl、HBr及HI组成的组的至少一种。

根据本实施例的偶氮化合物制备方法可以满足以下关系式(1)，优选地，可以满足以下关系式(1-1)：

关系式(1)

关系式(1-1)

所述关系式(1)及关系式(1-1)中，α是相对于所述第一溶液的总重量的M_aX_b的含量(重量％)，β是本实施例中偶氮化合物制备方法的反应温度(℃)。

根据所述关系式(1)的数值不足0.1或超过9.5时，通过本实施例中偶氮化合物制备方法制备的偶氮化合物会导致每1g耗电量显著增加，偶氮化合物的分解温度显著降低或显著上升等，这会造成偶氮化合物的品质下降。

本发明实施例中采用的所述反应系统可以包括：溶液，含有所述M_aX_b；阳极，浸泡在所述溶液；以及阴极，浸泡在所述溶液。其中，所述溶液可以对应于所述第一步骤S10至第四步骤S40中任一步骤的溶液。因此，所述溶液可以进一步包含氢化偶氮化合物、HX、偶氮化合物及溶剂中至少一种。

本发明的实施例中，所述溶液可以根据需要进一步包含添加剂。所述添加剂可以是选自由包含有机酸或无机酸的构成的组中的至少一种以上，只要是溶于溶液并起到电解质作用的物质，均不受限定。

所述阳极和阴极可以是在第一步骤S10和第四步骤S40实施电解反应的电极。例如，所述阳极可以包含钛(Ti)及其合金、哈斯特洛伊合金(Hastelloy)、铂(Pt)及其合金、不锈钢(stainless steel)(例如，SUS)、铱(Ir)及其合金、涂覆有铱(Ir)的金属、钌(Ru)或其等的氧化物；石墨；碳素铅中至少一种。所述阴极可以包含不锈钢(例如，SUS)、钛(Ti)及其合金、铝(Al)及其合金中至少一种。但，这里举例的所述阳极和阴极的材料是示意性的，本发明不受其限定。所述阳极的材料可以采用：在金、银、铂、钌等贵金属，钛、铬、镍、锰等次要金属，以及钛、不锈钢、铁、哈斯特洛伊合金等除贵金属之外的金属基材上包覆贵金属的电极；在烯烃树脂、工程树脂、碳素系基材等除金属之外的基材上包覆贵金属的电极；复合包覆有氧化铱或氧化钌等金属氧化物和铂的电极；基于次要金属的如上所述的包覆电极等。所述阴极的材料不受特别的限定，可以为：举例为所述阳极材料的材料；铁、铜、铝等常用金属；以及不锈钢、哈斯特洛伊合金、各种合金及具备其的复合电极等均可以采用。只要是在酸性溶液中也不发生腐蚀的电极材料，可以不受限定地用作所述阳极的材料及阴极的材料。

所述溶液在所述阳极和阴极的周围可以呈酸性。在所述反应系统内，所述溶液的pH可以均匀或者实质上均匀。传统技术中，阳极部和阴极部被分隔开，阳极部的pH显示出1至4左右的酸性，阴极部的pH显示出11至14左右的碱性。与此相反，本发明的实施例中，在所述反应系统内，所述溶液的pH显示出整体上均匀的(实质上均匀的)酸性。在所述反应系统内，所述溶液的pH越低，生成的偶氮化合物的产率越高，所述偶氮化合物的品质也越优异。所述pH可以显示出1至4左右的酸性，具体地，可以显示出1至2左右的酸性。

并且，本发明的实施例中，所述阴极可以直接接触所述氢化偶氮化合物和所述偶氮化合物中任一者以上。如图1所示，传统装置为了阻止在阳极部15生成的偶氮二甲酰胺的分解，必需在反应器(电解槽)(即，容器10)内通过隔膜13分隔阳极部15和阴极部14。但本发明的实施例可以不使用隔膜，因此，所述阴极可以直接接触所述氢化偶氮化合物和所述偶氮化合物中的任一者以上，可以提高搅拌速度。此时，由于不使用隔膜，可以获得制备工序和工序管理变容易等效果，也不会因为隔膜受损而发生隔膜更换费用，存在经济实惠的优点。关于所述反应系统，以下将参考图3a至图5更详细地进行描述。

在第一步骤S10或第四步骤S40，为了实现所述电解，向所述反应系统输入电能，其中，针对每1g所述偶氮化合物，向所述反应系统输入的电能可以为如约1W至10W左右。具体地，可以输入1.5W至5W左右。此时，完成所述电解反应需要如约4至6小时左右。具体例中，针对每100g氢化偶氮化合物输入约10A电流时，需要约4至6小时左右。并且，在第一步骤S10或第四步骤S40，为了实现所述电解，向所述反应系统输入电能，例如，向所述反应系统施加的电压可以是约1V至13V左右，具体地，可以是2V至12V左右。这种电能及电压的范围水平可以相对低于参考图1描述的传统技术装置适用的电能和电压。因此，根据本发明的实施例，可以将用电量减至比传统技术少，节约制备费用。

在第一步骤S10，例如，所述氢化偶氮化合物可以以浆液形态投入。并且，第三步骤S30中，在分离含有所述M_aX_b及HX的溶液之前，例如，所述偶氮化合物可以以浆液状态存在。此时，其优点在于：可以更容易地将所述氢化偶氮化合物转化为所述偶氮化合物，还可以不经过复杂的工序，采用较简单的方法，对于获得(合成)的所述偶氮化合物进行脱水/烘干。但，根据不同情况，所述氢化偶氮化合物及/或所述偶氮化合物可以不是浆液状态，而是溶于溶液的状态。

在上文中参照图2说明的本发明实施例的偶氮化合物制备方法中，例如，所述氢化偶氮化合物可以是联二脲(HDCA)，例如，所述偶氮化合物可以是偶氮二甲酰胺(ADCA)。但，这是示意性的，所述氢化偶氮化合物的具体物质和所述偶氮化合物的具体物质可以变化。

进一步，根据本发明实施例的偶氮化合物制备方法可以在10℃至80℃温度范围内实施，优选地，可以在10℃至45℃温度范围内实施。偶氮化合物制备方法中，温度不足10℃时，可能会使反应速度变缓慢或不发生反应，而温度超过80℃时，由于偶氮化合物因热发生裂解，可能会使产率降低或使品质下降，还会使制备的偶氮化合物出现单位重量所需电量显著上升的问题。

并且，根据本发明实施例的偶氮化合物制备方法可以达到接近100％的产率。例如，可以达到约90至96％左右的高产率。与此同时，根据本实施例的偶氮化合物制备方法从电解至偶氮化合物合成的过程都可以在一个反应下同中进行。

根据本发明的又一实施例的偶氮化合物制备方法可以包括下述的第一步骤S10至第三步骤S30。

第一步骤S10：将含有氢化偶氮化合物(hydrazo compound)及至少一种M_aX_b的第一溶液投入到反应系统内，对该溶液实施电解工序，以生成X_b分子。

第二步骤S20：通过所述生成的X_b分子，对所述氢化偶氮化合物进行氧化，以获得含有偶氮化合物(azo compound)、M_aX_b及HX的第二溶液。

第三步骤S30：将所述第二溶液排至所述反应系统的外部，由此分离出含有M_aX_b及HX的第三溶液，以获得固体偶氮化合物。

在所述阳极和阴极的周围所述溶液可以呈酸性。在所述反应系统内，所述溶液的pH可以均匀或者实质上均匀。传统技术中，阳极部和阴极部被分隔开，阳极部的pH显示出1至4左右的酸性，阴极部的pH显示出11至14左右的碱性。与此相反，本发明的实施例中，在所述反应系统内，所述溶液的pH显示出整体上均匀的(实质上均匀的)酸性。在所述反应系统内，所述溶液的pH越低，生成的偶氮化合物的产率越高，所述偶氮化合物的品质也越优异。所述pH可以显示出1至4左右的酸性，具体地，可以显示出1至2左右的酸性。

其中，所述X可以是卤素元素。例如，所述X可以含有Cl、Br、I中的至少一种。所述M可以是选自氢、Li、Na、K、Mg、Ca、Mn、Fe、Ni、Cu、Ag、Zn、Sn、Zr、Ti中的至少一种，或者是选自一级铵离子、二级铵离子、三级铵离子中的至少一种。所述铵离子可以含有NH₄(NH₄ ⁺)。并且，所述H表示氢，所述a及b可以相互独立地为1至4中任一整数。

本发明的又一实施例的具体内容可以同样适用所述一实施例中阐述的内容。

图3a至图3c分别示出了可用于本发明一实施例中偶氮化合物制备方法的反应系统(即偶氮化合物制备装置)。图3a至图3b所示反应系统可以是图2所示反应系统的一例。

如图3a至图3c所示，可用于本发明实施例的偶氮化合物制备方法的反应系统可以具备反应槽20(即，反应容器)。反应槽20内可以装有用于制备实施例的偶氮化合物的溶液100。其中，溶液100可以对应于图2中说明的第一步骤S10至第四步骤S40中的任一步骤的溶液。因此，溶液100可以是含有所述M_aX_b的溶液，可以进一步含有所述氢化偶氮化合物、HX、偶氮化合物及溶剂中的至少一种。

所述反应系统可以包括置于溶液100内的阴极60A和阳极60B。阴极60A和阳极60B用于溶液100的电解反应，它们的至少一部分可以置于溶液100内。所述电解反应可以对应于图2的第一步骤S10及第四步骤S40的电解。例如，阳极60B可以包含：钛(Ti)及其合金、哈斯特洛伊合金(Hastelloy)、铂(Pt)及其合金、不锈钢(stainless steel)(例如，SUS)、铱(Ir)及其合金、涂覆有铱(Ir)的金属、钌(Ru)或它们的氧化物；石墨；碳素铅中至少一种。阴极60A可以包含不锈钢(例如，SUS)、钛(Ti)及其合金、铝(Al)及其合金中的至少一种。但，这里举例的阳极60B和阴极60A的材料是示意性的，本发明不受其限定。阳极60B的材料可以采用：在金、银、铂、钌等贵金属，钛、铬、镍、锰等次要金属，以及钛、不锈钢、铁、哈斯特洛伊合金等贵除金属之外的金属基材上包覆贵金属的电极；在烯烃树脂、工程树脂、碳素系基材除金属之外的基材上包覆贵金属的电极；复合包覆有氧化铱或氧化钌等金属氧化物和铂的电极；基于次要金属的如上所述的包覆电极等。阴极60A的材料不受特别的限定，可以为：举例为阳极60B材料的材料；铁、铜、铝等常用金属；以及不锈钢、哈斯特洛伊合金、各种合金及具备其的复合电极等均可以采用。只要是在酸性溶液中也不发生腐蚀的电极材料，可以不受限定地用作所述阳极的材料及阴极的材料。

作为阴极60A或阳极60B的形状，可以利用板材、带孔的镂空金属、网状、多孔金属、纤维状等。通过对阴极60A或阳极60B的形态进行多种变形，来扩大反应面积，从而进一步提高工程效率。但，阴极60A和阳极60B的形态不受上述内容的限定，可以采用除此之外的另外多种形态/结构。

阴极60A和阳极60B可以呈一对，也可以呈两对以上的多对。阴极60A和阳极60B之间的距离近，可能更有利于提高反应的效率。本发明的实施例中，可以在阴极60A和阳极60B之间不具备隔膜。并且，阴极60A和阳极60B的连接方法分别可以采用串联、并联或串联和并联的混合连接等，这里不受限定。

另外，可用于本发明的实施例的偶氮化合物制备方法的反应系统的反应槽20可以是如图3a所示的上部被敞开的开放式结构，也可以是如图3b所示的封闭式结构。如图3b所示，反应槽20为封闭式结构时，可以进一步包括用于排出反应物/合成物的排出部6和气体处理部85。所述气体处理部85可以位于反应槽20的上端。可以捕获在执行本发明的实施例的偶氮化合物制备方法的过程中生成的氨气(NH₃)、氮气(N₂)、氢气(H₂)、氯气(Cl₂)或溴气(Br₂)等多种气体，并应用于多方面。

并且，如图3b所示，可以进一步包括脱水部7(产物过滤器)、脱水母液储罐8、反应液移送泵46及回收利用部9，以用作回收利用反应物(含有氢化偶氮化合物及M_aX_b和HX的溶液)的构成。

如图3b所示，通过排出部6排出反应物/合成物时，可以经由脱水部7分离出偶氮化合物。此时，常用的离心分离、减压过滤等均可用于脱水部7。通过脱水部7分离偶氮化合物后剩余的溶液(含有M_aX_b和HX的溶液)可以穿过脱水母液储罐8，通过所述脱水母液储罐8，所述被分离的溶液借助反应液移送泵46经由设于反应系统的回收利用部9，重新投入到反应系统内。此时，所述脱水母液储罐8和所述反应液移送泵46可以按照图3b所示的顺序进行配置，也可以调换位置进行配置。

根据需要，可以包括过滤部。通过所述过滤部，可以过滤所述反应物所含的杂质。

并且，如图3a及图3b所示，所述反应系统可以进一步包括用于搅拌溶液100的搅拌器70。利用搅拌器70适当搅拌溶液100时，反应会更顺利，其效率也会得到提高。这里示出的搅拌器70的形态仅仅是示意性的，可以使用多种搅拌器(翼形、磁条型等)。根据被选搅拌器70的种类，合适的搅拌速度(rpm)会有所不同。

也可以不使用所述搅拌器70，如图3c所示，反应系统不包括搅拌器时，可以利用外部动力即泵45搅拌溶液。此时，所述泵45通过连接管35a与反应槽20连接。并且，将所述连接管35a作为通道，所述溶液从反应槽20的下部移向上部，其结果，可以获得搅拌反应槽20内溶液的技术效果。

可以利用图3a至图3c所示反应系统(即偶氮化合物制备装置)，实施参考图2描述的根据本发明实施例的偶氮化合物制备工序。由此，参考图2描述的具体制备工序均可以应用在图3a至图3c所示的反应系统中。

图4涉及本发明的另一实施例，示出了可用于偶氮化合物制备方法的反应系统(即偶氮化合物制备装置)。图4所示反应系统可以是图2所示反应系统的一例。

如图4所示，可用于本发明实施例中偶氮化合物制备方法的反应系统可以具备反应槽25(即反应容器)。反应槽25内可以装有用于制备实施例的偶氮化合物的溶液100。其中，溶液100可以对应于图2所示第一步骤S10至第四步骤S40中的任一步骤的溶液。因此，溶液100可以是含有所述M_aX_b的溶液，可以进一步含有所述氢化偶氮化合物、HX、偶氮化合物及溶剂中的至少一种。反应槽25可以具备：反应液投入部3A，用于投入含有M_aX_b和HX的溶液；氢化偶氮化合物投入部3B，用于投入氢化偶氮化合物；以及排出部6，用于排出反应物/合成物。所述氢化偶氮化合物可以以浆液形态投入。投入部(反应液投入部3A、氢化偶氮化合物投入部3B)和排出部6的位置、形态及结构等是示意性的，可以进行多种变化。

本实施例的反应系统可以进一步包括与反应槽25分隔的电极腔55(即，电极槽)。电极腔55内可以具备至少一个阴极65A以及至少一个阳极65B。一对以上的阴极65A和阳极65B可以排列在电极腔55内。阴极65A和阳极65B用于溶液100的电解反应，所述电解反应对应于图2中的第一步骤S10及第四步骤S40的电解。阴极65A和阳极65B的具体物质可以与参考图3a至图3c描述的内容相同。

本实施例的反应系统可以进一步包括气体处理部85。所述气体处理部85可以位于反应槽25和电极腔55的上端。可以捕获在执行本发明实施例的偶氮化合物制备方法的过程中生成的氨气(NH₃)、氮气(N₂)、氢气(H₂)、氯气(Cl₂)或溴气(Br₂)等多种气体，并应用于多方面。

本实施例的反应系统可以进一步包括用于连接反应槽25和电极腔55的连接结构。例如，所述连接结构可以包括第一连接管35a和第二连接管35b。第一连接管35a可以连接反应槽25的第一端部和电极腔55的第一端部，第二连接管35b可以连接反应槽25的第二端部和电极腔55的第二端部。第一连接管35a可以设置有泵45。泵45可以是一种回收利用泵。通过泵45的工作，溶液100可以在所述反应系统内进行回收利用。换言之，通过泵45的工作，溶液100可以从反应槽25经由第一连接管35a移动到电极腔55，然后，从电极腔55经由第二连接管35b再次投入到反应槽25。

并且，本实施例的反应系统可以进一步包括用于搅拌反应槽25内溶液100的搅拌器75。可以使用多种搅拌器75，可以根据搅拌器75的种类，合适的搅拌速度会有所不同。

进而，如所述图3b所示，作为回收利用反应物(含有氢化偶氮化合物及M_aX_b和HX的溶液)的构成，可以进一步包括脱水部7(产物过滤器)、脱水母液储罐8、反应液移送泵46及回收利用部9。

可以利用图4所示反应系统(即，偶氮化合物制备装置)，实施参考图2描述的根据本发明实施例的偶氮化合物制备工序。由此，参考图2描述的具体制备工序均可以应用在图4所示的反应系统中。

图4所示的反应系统可以通过泵45实现溶液100的回收利用，因此，反应槽25内可以不具备搅拌器75。即，通过泵45实现溶液100的回收利用也可以获得类似于搅拌的效果，因此，可以不另设搅拌器75。

图4中去除搅拌器75的反应系统如图5所示。除了不包括搅拌器之外，图5所示的反应系统可能与图4所示的反应系统相同。

实施例

以下，参考实施例和比较列具体描述通过本发明一实施形态的偶氮化合物制备方法制备的偶氮化合物。并且，以下描述的实施例是帮助理解本发明的一例，本发明的范围并非仅限定于此。

偶氮化合物制备方法

实施例1

准备500mL烧杯、电极、联二脲(HDCA)、蒸馏水、产生电解反应的M_aX_b。按照下表1的含量，分别称重HDCA、蒸馏水、M_aX_b，并投入到500mL烧杯里。然后，用搅拌器充分搅拌所述投入的物质。

通过符合反应温度的反应器，用水进行隔水加热，在符合实验条件的温度下搅拌30分钟至1小时左右，使其保持均匀温度。

在反应器内，在使阴极和阳极保持1至5mm间隔的状态下，阴极和阳极呈面对面的形式，将面对面的电极浸泡在溶液中。此时，电极相互不接触，保持预定间隔。

然后，在不对电极施加冲击的状态下，利用搅拌器小心搅拌，此时，利用直径为3cm的涡轮形搅拌翼，RPM保持300RPM。

对于浸泡在反应器内溶液的电极，分别利用供电单元(Power supply)连接阴极和阳极，使其通入预定的电流。

确认到反应物全部转化为产物之后，中断供电，并利用减压过滤器分离产物。

实施例2至实施例30及比较列1

制备方法与所述实施例1相同，但按照下表1实施而制备了偶氮化合物。

关于下表1中记载的偶氮二甲酰胺(ADCA)的品质，以下符号的含义如下。

◎：颗粒状及粒度均匀，可用作高端产品

○：颗粒状及粒度均匀，但包含一部分具有其他粒度的物质，难以用作高端产品，可用作普通产品

△：颗粒状及粒度不均匀，需进行分离工作才可以用作产品

X：颗粒状不良，粒度分布广，不能用作产品

表1

上表1中，含有M_aX_b、HDCA及溶剂的溶液的总质量以100g为准，时间以HD CA 25g为准。

参考上表1可知，实施例1至4变更了输送氯(Cl₂)的物质的种类，即M_aX_b，HCl、NaCl、KCl、MgCl₂、HBr等均可，经确认，HCl获得了品质最优异的ADC A。

实施例5至23变更了M_aX_b的含量，经确认，不足1重量％时，未产出ADCA，超过30重量％时，低品质ADCA的产率为70％以下。

实施例24及25将电流量变更为低于其他实施例，经确认，虽然反应时间变得有些长，但ADCA的品质优异。

实施例26及27将HDCA的含量变更为低于或高于其他实施例，经确认，与HDCA含量的变化无关，所有ADCA的品质均优异。

实施例28至30是根据在实施例1回收的反应母液即氯源和水的回收利用次数产生的结果，经确认，与回收利用次数无关，ADCA的每次产率相等。

比较列1显示了用尿素(Urea)替代HDCA的结果，经确认，完全没有发生反应。

实施例31至实施例35

实施方法与所述实施例1相同，但按照下表2实施而制备了偶氮化合物。

关于下表2中记载的ADCA的品质，以下符号的含义如下：

◎：分解温度为约207±0.5℃(显示了合适的分解温度)；

○：分解温度为约超过207.5℃至209.5℃以下(稍高于合适的分解温度)；

△：分解温度约超过209.5℃(分解较晚，发泡倍率性能降低)；以及

X：：分解温度约不足206.5℃(发泡早，导致发泡体品质下降)。

表2

上表2中，实施例31至35变更了作为Br₂前驱体的HBr的含量，经确认，Br₂前驱体不足0.05重量％时，ADCA每1g用电量增多，而超过5重量％时，产率下降，ADCA每1g用电量增加。

实施例36至实施例41

实施方法与所述实施例1相同，但按照下表3实施而制备了偶氮化合物。

关于下表3中记载的ADCA的品质，以下符号的含义如下：

◎：分解温度为约207±0.5℃(显示了合适的分解温度)；

○：分解温度为约超过207.5℃至209.5℃以下(稍高于合适的分解温度)；

△：分解温度约超过209.5℃(分解较晚，发泡倍率性能降低)；以及

X：分解温度约不足206.5℃(发泡早，导致发泡体品质下降)。

表3

上表3中，实施例36至41变更了反应温度，经确认，反应温度超过80℃时，ADCA每1g用电量显著增加。

实施例42至实施例48

实施方法与所述实施例1相同，但按照下表4实施而制备了偶氮化合物。

关于下表4中记载的ADCA的品质，以下符号的含义如下：

◎：分解温度为约207±0.5℃(显示了合适的分解温度)；

○：分解温度为约超过207.5℃至209.5℃以下(稍高于合适的分解温度)；

△：分解温度约超过209.5℃(分解较晚，发泡倍率性能降低)；以及

X：分解温度约不足206.5℃(发泡早，导致发泡体品质下降)。

表4

上表4中，经确认，关系式(1)的数值不足0.1时，ADCA每1g用电量显著增加，品质下降，而关系式(1)的数值超过9.5时，ADCA每1g用电量显著增加，品质下降。

比较列2

实施方法与所述实施例1相同，且不实施电解，直接通入氯气而制备了偶氮化合物。

表5

上表5中，比较列2描述了直接通入氯气，不实施电解反应产生的结果，经确认，虽然能够以94％的高产率获得ADCA，但存在以下技术问题：需要持续通入大量氯源，获得的每1Kg的ADCA可以生成627.8g的HCl，所述HCl不能回收利用，需要进行废水处理，因此，为实施废水处理，还要利用大量的碱化合物，对所述HCl实施中和。

如上所述，本发明的实施例可以实现具有以下技术特征的偶氮化合物制备方法：其作为通过氢化偶氮化合物制备偶氮化合物的方法，利用规定卤素化合物(M_aX_b)，通过回收利用(recycle)工序，无需持续通入氯源等，且可以显著减少废水和次级产物的处理压力，实现高转化率及高产率。并且，可以实现具有以下技术特征的偶氮化合物制备方法：即使利用电解方式，也不需要使用隔膜，将用电量减至低于传统技术。因此，制备工序和工序管理变容易，可以节约制备费用，提高生产效率。

本说明书说明了本发明的优选实施例，尽管使用了特定术语，但，这仅用于依据通常含义容易地描述本发明的技术内容并帮助理解发明，且并非用于限定本发明的范围。显然，除了这里说明的实施例之外，本发明所属技术领域的技术人员可以基于本发明的技术构思实施其他变形例。例如，只要是本技术领域的通常技术人员应当理解，对于参考图2至图5描述的实施例的偶氮化合物制备方法以及可应用于其的反应系统(即，偶氮化合物制备装置)可以进行多种变形。因此，发明的范围不应当依据所述实施例界定，而应当依据权利要求书记载的技术思想界定。

附图标记说明

3A：反应液投入部      3B：氢化偶氮化合物投入部

6：排出部             7：脱水部

8：脱水母液储罐       9：回收利用部

10：容器              11：阴极

12：阳极              13：隔膜

14：阴极部            15：阳极部

16：搅拌器            20、25：反应槽

35a、35b：连接管       45：泵

46：反应液移送泵      55：电极腔

60A、65A：阴极         60B、65B：阳极

70、75：搅拌器         85：气体处理部

17、100：溶液          S10：第一步骤

S20：第二步骤         S30：第三步骤

S40：第四步骤

Claims (24)

1.一种偶氮化合物制备方法，其特征在于，

包括：

第一步骤，在反应系统内，对含有氢化偶氮化合物及至少一种M_aX_b的第一溶液实施电解，以生成X_b分子，

第二步骤，通过所生成的所述X_b分子，对所述氢化偶氮化合物进行氧化，以获得含有偶氮化合物、M_aX_b及HX的第二溶液，

第三步骤，将所述第二溶液排至所述反应系统的外部，由此分离出含有M_aX_b及HX的第三溶液，以获得固体偶氮化合物，以及

第四步骤，将等同于所述氢化偶氮化合物的附加氢化偶氮化合物和所述第三溶液投入到所述反应系统内，对含有所述附加氢化偶氮化合物、M_aX_b及HX的第四溶液实施电解，以生成X_b分子；

将所述第四步骤、所述第二步骤及所述第三步骤视作一个周期来反复实施所述周期，

其中，所述X是卤素元素，所述M是选自氢、Li、Na、K、Mg、Ca、Mn、Fe、Ni、Cu、Ag、Zn、Sn、Zr、Ti中的至少一种，或者，是选自一级铵离子、二级铵离子、三级铵离子中的至少一种，所述H是氢，所述a及所述b相互独立地为1至4中的任一整数。

2.根据权利要求1所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

首次投入所述反应系统中的所述至少一种M_aX_b的量为所述第一溶液的总重量的1重量％至30重量％。

3.根据权利要求1所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

所述M_aX_b包含Cl₂前驱体和Br₂前驱体中的任一者以上。

4.根据权利要求3所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

所述M_aX_b含有Cl₂前驱体，所述Cl₂前驱体的含量为相对于所述第一溶液的总重量的3重量％至15重量％。

5.根据权利要求3所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

所述M_aX_b将Cl₂前驱体和Br₂前驱体均包括在内，

所述Cl₂前驱体的含量为相对于所述第一溶液的总重量的3重量％至15重量％，

所述Br₂前驱体的含量为相对于所述第一溶液的总重量的0.05重量％至5重量％。

6.根据权利要求1所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

所述偶氮化合物制备方法满足以下关系式(1)：

关系式(1)

所述关系式(1)中，α是相对于第一溶液的总重量的M_aX_b的含量(重量％)，β是偶氮化合物制备方法的反应温度(℃)。

7.根据权利要求1所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

所述偶氮化合物制备方法满足以下关系式(1-1)：

关系式(1-1)

所述关系式(1-1)中，α是相对于第一溶液的总重量的M_aX_b的含量(重量％)，β是偶氮化合物制备方法的反应温度(℃)。

8.根据权利要求1所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

自所述第一步骤的起始时间点至所述第三步骤的终止时间点为止，在所述第一溶液至第三溶液内，所述HX的浓度保持均匀。

9.根据权利要求1所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

所述反应系统包括：

所述第一至第四步骤中任一步骤的溶液，

浸泡在所述溶液的阳极，以及

浸泡在所述溶液的阴极；

所述阳极及阴极的周围的所述溶液呈酸性。

10.根据权利要求9所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

所述阴极直接接触所述氢化偶氮化合物和所述偶氮化合物中的任一者以上。

11.根据权利要求1所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

所述氢化偶氮化合物是联二脲，

所述偶氮化合物是偶氮二甲酰胺。

12.根据权利要求1所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

在所述第三步骤分离所述第三溶液之前，所述偶氮化合物以浆液状态存在。

13.一种偶氮化合物制备方法，其特征在于，

包括：

第一步骤，在反应系统内，对含有氢化偶氮化合物及至少一种M_aX_b的第一溶液实施电解，以生成X_b分子；

第二步骤，通过所述生成的X_b分子，对于所述氢化偶氮化合物进行氧化，以获得含有偶氮化合物、M_aX_b及HX的第二溶液，以及

第三步骤，将所述第二溶液排至所述反应系统的外部，由此分离出含有M_aX_b及HX的第三溶液，以获得固体偶氮化合物；

在所述第一步骤至第三步骤的反应系统内，所述第一溶液至第三溶液的pH均匀，

其中，所述X是卤素元素，所述M是选自氢、Li、Na、K、Mg、Ca、Mn、Fe、Ni、Cu、Ag、Zn、Sn、Zr、Ti中的至少一种，或者，是选自一级铵离子、二级铵离子、三级铵离子中的至少一种，所述H是氢，所述a及所述b相互独立地为1至4中的任一整数。

14.根据权利要求13所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

在所述第一步骤，首次投入所述反应系统中的所述至少一种M_aX_b的量为相对于所述第一溶液的总重量的1重量％至30重量％。

15.根据权利要求13所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

所述M_aX_b包含Cl₂前驱体和Br₂前驱体中的任一者以上。

16.根据权利要求15所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

所述M_aX_b包含Cl₂前驱体，所述Cl₂前驱体的含量为相对于所述第一溶液的总重量的3重量％至15重量％。

17.根据权利要求15所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

所述M_aX_b将Cl₂前驱体和Br₂前驱体均包括在内，

所述Cl₂前驱体的含量为相对于所述第一溶液的总重量的3重量％至15重量％，

所述Br₂前驱体的含量为相对于所述第一溶液的总重量的0.05重量％至5重量％。

18.根据权利要求13所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

自所述第一步骤的起始时间点至所述第三步骤的终止时间点为止，在所述第一溶液至第三溶液内，所述HX的浓度保持均匀。

19.根据权利要求13所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

进一步包括第四步骤，将等同于所述氢化偶氮化合物的附加氢化偶氮化合物和所述第三溶液投入到所述反应系统内，对含有所述附加氢化偶氮化合物、M_aX_b及HX的第四溶液实施电解，以生成X_b分子。

20.根据权利要求19所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

将所述第四步骤、所述第二步骤及所述第三步骤视作一个周期来反复实施所述周期。

21.根据权利要求13所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

所述反应系统包括：

所述第一至第四步骤中任一步骤的溶液，

浸泡在所述溶液的阳极，以及

浸泡在所述溶液的阴极；

所述阳极及阴极的周围的所述溶液可以呈酸性。

22.根据权利要求21所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

所述阴极直接接触所述氢化偶氮化合物和所述偶氮化合物中的任一者以上。

23.根据权利要求13所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

所述氢化偶氮化合物是联二脲，

所述偶氮化合物是偶氮二甲酰胺。

24.根据权利要求13所述的偶氮化合物制备方法，其特征在于，

在所述第三步骤分离所述第三溶液之前，所述偶氮化合物可以以浆液状态存在。

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