JPH1095602A - 安定化されたペルオキソ一硫酸溶液、及びその製造方法 - Google Patents
安定化されたペルオキソ一硫酸溶液、及びその製造方法Info
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Abstract
ソ一硫酸溶液を提供する。 【解決手段】 pHが、0.5〜2.0の範囲に調整さ
れたペルオキソ一硫酸溶液であり、該溶液は、硫酸と過
酸化水素とを、硫酸/過酸化水素のモル比が、2〜5の
範囲で反応させた後、該反応溶液のpHを前記の範囲に
調整することによって得ることができる。
Description
オキソ一硫酸溶液、及びその製造方法に関する。ペルオ
キソ一硫酸は、化学式H2SO5で表され、別名「カロ酸」
と呼ばれている。ペルオキソ一硫酸は、強力な酸化性能
を有しているため、金属抽出や冶金、殺菌、パルプ漂白
などの産業分野で使用されている。
濃度の過酸化水素を混合する事によって製造される。そ
の製造方法は、例えば、特表平6−501672号、E
P0514848A2、特開昭57-132591号な
どに示されている。これらの製造方法は、紙パルプ工場
などの、ペルオキソ一硫酸の最終ユーザー側でのオンサ
イトプラントを提案するものである。これは、ペルオキ
ソ一硫酸が不安定である事に原因があり、長期間のスト
ックが不可能であるからである。たとえば、ペルオキソ
一硫酸溶液は、室温で保存した場合でも、約3ヶ月後に
は、その濃度は半減してしまう。今までに、ペルオキソ
一硫酸溶液を長期間に亘って安定に貯蔵する方法は、見
出されていない。
間安定に保存することが可能なペルオキソ一硫酸溶液を
提供する事にある。
ソ一硫酸溶液の安定性について鋭意研究した結果、該溶
液のpHをある特定の狭い範囲に調整する事によって、
該溶液の安定性が改善されること、また、該溶液は、硫
酸と過酸化水素とを、特定のモル比で反応させることに
よって得られることを発見し、本発明を完成するに至っ
た。
液のpHが0.5〜2.0の範囲にある事を特徴とする
安定化されたペルオキソ一硫酸溶液である。そのペルオ
キソ一硫酸の濃度は、好ましくは、0.5〜10.0重
量%である。
て、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸からなる不
飽和カルボン酸群から選ばれる一種あるいは二種以上を
構成単位とする単独重合体もしくは共重合体あるいはそ
の塩を含有していることが好ましい。
水素とを、硫酸/過酸化水素のモル比が、2〜5の範囲
で反応させた後、該反応溶液のpHを0.5〜2.0の
範囲に調整することによって得ることができる。該反応
溶液のpH調整を行った後、該溶液を加熱して、残存す
る過酸化水素を消失させることが好ましい。
と高濃度の過酸化水素とを混合する事によって得られ
る。この際、両者のモル比が極めて重要な因子であり、
硫酸/過酸化水素のモル比は、2〜5の範囲が良く、更
には、2.8〜3.5の範囲が良い。モル比が2未満で
あると、形成されるペルオキソ一硫酸溶液中の過酸化水
素濃度が高くなり、ペルオキソ一硫酸溶液の安定性に悪
影響を及ぼす。また、モル比が5を越えると、原液を作
る際の硫酸の使用量及びpH調整に要するアルカリ量が
多くなり、不経済である。
とが可能であるが、精製硫酸を使用することが望まし
い。濃度としては、90〜100重量%の範囲のものが
良く、さらには97〜100重量%のものが良い。
り、濃度としては、50〜70重量%の範囲のものが良
いが、一般的には60重量%を使用するのが良い。
連続式でも良い。反応時に発熱するので、冷却しながら
混合するのが好ましい。本発明においては、硫酸と過酸
化水素を前記モル比で混合し、ペルオキソ一硫酸溶液の
原液を得た後、一般的には、この原液を水で希釈して、
ペルオキソ一硫酸の濃度を10〜15重量%の範囲に調
整してから、pH調整を行って、pH0.5〜2.0の
範囲のペルオキソ一硫酸溶液を得る。
H調整しないで、数日間放置すると、次に示す加水分解
反応が起こり、ペルオキソ一硫酸の安定性を悪くする要
因になるので、水で希釈後は速やかにpH調整すること
が好ましい。 H2SO5 + H2O → H2SO4 + H2O2 pHが0.5〜2.0の範囲に調整されたペルオキソ一
硫酸溶液では、上記加水分解反応は殆ど起こらず、その
溶液の保存安定性は極めて良い。またこの溶液は、熱安
定性も良い。
0.5〜2.0の範囲、好ましくは、0.8〜1.2の
範囲に調整されるが、後述する残存過酸化水素の消失処
理によって、ペルオキソ一硫酸溶液のpHが低下するこ
とがあり、そのような場合は、該過酸化水素消失処理後
の溶液のpHが、0.5〜2.0の範囲に調整されれば
よく、アルカリ剤によって調整された時点のpHが、
0.5〜2.0の範囲から逸脱していてもよい。尚、ア
ルカリ剤としては、苛性ソーダ、苛性カリ、アンモニア
水等が使用可能であるが、苛性ソーダを使用するのが、
一般的である。
ルオキソ一硫酸の濃度は、希釈の程度、pH調整用のア
ルカリ剤の濃度等によって、一概に決定できないが、
0.5〜10重量%の範囲が好ましい。より好ましく
は、0.5〜4.0重量%であり、更に好ましくは、
2.5〜3.5重量%のである。10重量%以上のもの
は、pH調整時に結晶が析出し、均一溶液として扱うの
が困難となる。0.5重量%未満ではペルオキソ一硫酸
の濃度が希薄過ぎて実用性に乏しい。また、4重量%を
越えるものは、冬季に固化するおそれがあり、その濃度
以下で取扱うことが好ましい。
また必要に応じて、pH調整された溶液を、水で希釈し
て、目的とするペルオキソ一硫酸溶液を得ることができ
る。しかし、該溶液中には過酸化水素が一部残存してい
る事があり、保存安定性に問題を生じる場合があるた
め、pH調整後、若干の時間、該溶液を加熱処理して、
残存過酸化水素を消失させることが好ましい。この加熱
処理工程(残存過酸化水素の消失化工程)は、例えば5
0℃で24時間加熱する方法で行われる。この処理工程
で、残存過酸化水素はペルオキソ一硫酸と反応して消失
するか、あるいは、その濃度が低下するものと推定され
るが、この処理を施すことによって、ペルオキソ一硫酸
溶液の安定性は向上する。
剤を含有していることが好ましく、その安定化剤とし
て、ポリアクリル酸等のポリマーが使用される。これら
のポリマーは、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸
からなる不飽和カルボン酸群から選ばれる一種あるい
は、二種以上を構成単位とする単独重合体、もしくは共
重合体あるいはその塩である。単独重合体としては、ポ
リアクリル酸あるいはその塩、ポリメタクリル酸あるい
はその塩、ポリマレイン酸あるいはその塩等であり、そ
の塩は、ナトリウム塩、カリウム塩、及びアンモニウム
塩等である。単独重合体としての好ましいものとして
は、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン
酸あるいはその塩であるが、特にはポリアクリル酸塩あ
るいはその塩を用いるのが好ましい。
範囲において、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸
以外の単量体を共重合させたものでも良く、その場合の
単量体としては、アクリルアミド、2−ヒドロキシアク
リレート、各種アクリル酸エステル、ポリエチレングリ
コールメタクリレート、各種メタクリル酸エステル、炭
素数6以下のエチレン性炭化水素等である。共重合体と
して、好ましくは、アクリル酸ナトリウムとメチルアク
リレートとの共重合体、アクリル酸とポリエチレングリ
コールメタクリレートとの共重合体、アクリル酸とメチ
ルメタクリレートとの共重合体、マレイン酸マグネシウ
ムとブタジエンとの共重合体等である。安定化剤として
使用されるポリマーの平均分子量としては、好ましくは
3,000〜15,000の範囲であり、より好ましくは
5,000〜13,000の範囲のものである。
リー酸、あるいは塩の形態が一般的であるが、アミド、
及びエステル等の形態でも良く、また部分的にそれらの
形態を含有するものでも良いが、水溶性である事が望ま
しく、その点からカルボキシル基の誘導体としては、フ
リー酸あるいは塩の形態のものが好ましい。
は、50〜2,000mg/lの範囲であり、より好ま
しくは、100〜1,000mg/lであり、更に好ま
しくは、150〜500mg/lである。
を示すのは、不純物として混入している微量重金属を封
鎖する作用性を持っているためであると考えられる。D
TPA、EDTA等の一般的なキレート剤は、ペルオキ
ソ一硫酸の酸化作用により、酸化されてしまうため、安
定化作用を持たないものと推定される。
酸液を長時間保存する事が可能となり、各利用分野にお
いての操業を安定化することができ、その工業的意義は
大きなものがある。
るが、本発明は実施例に限定されるものではない。実施
例において、濃度は重量%である。 実施例1 実施例1について具体的な実験方法を述べる。ここで言
う水とは、イオン交換水を意味する。試薬一級品の濃硫
酸(濃度97%)200g(1.978モル)を300
ml容量のビーカーに取り、氷で冷却する。別のビーカ
ーに60%過酸化水素(H2O2) 37.4g(0.66
モル)を用意する。(硫酸/H2O2のモル比=3) 硫酸を冷却しながら、60%H2O2を少しづつ添加し、温
度を20℃以下に保つようにする。この液を原液と呼び、
その濃度は次のようである。 H2O2 0.94% H2SO5 28.07% (H2O2、及びH2SO5の分析方法は、下記の方法によ
って測定した。) この原液を、水429gで希釈し、H2SO5として10%
の希釈溶液を得た。この希釈溶液中に、pHメーターの
電極を入れ、30%NaOHを加えて、pHを0.75
に調整した。(この時の状態をpH調整直後の状態と呼
ぶ。) pH調整直後の状態におけるpH、及び濃度は、 pH 0.75 H2O2 0.10% H2SO5 6.61% であった。この溶液を50℃で24hr加熱した後、p
H、及び各濃度を測定すると、 pH 0.63 H2O2 0.00% H2SO5 6.20% であった。(この時の状態を残H2O2消滅化後の状態と呼
ぶ。) この溶液を、50℃×1週間の安定度試験にかけた。
(この時の状態を、50℃、1週間後の状態と呼ぶ。)
試験後のpH、及び各濃度は、 pH 0.54 H2O2 0.00% H2SO5 5.57%であり、安定度は89.8%で
あった。尚、安定度は次の計算式で求めた。 安定度(%)=(50℃、1週間後の状態のH2SO5濃
度)/(残H2O2消滅化後の状態のH2SO5濃度)×100 [分析方法] H2O2濃度 :硫酸セりウム標準液で滴定して求める。 H2SO5濃度:ヨードメトリー法にて全過酸化物濃度を
滴定し、別に硫酸セりウム標準液で滴定して求めたH2O2
濃度を、全過酸化物濃度から差し引いて求める。
H、安定化剤の有無等を変えた他は、実施例1と全く同
様にしておこなった。安定化剤は、pH調整直前に添加
した。濃度の比較的低いものは、pH調整後、水を添加
し、濃度調整を行っている。得られた結果の内、実施例
を表1に、比較例を表2に示した。
Claims (5)
- 【請求項1】 pHが、0.5〜2.0の範囲にある事
を特徴とする安定化されたペルオキソ一硫酸溶液。 - 【請求項2】 ペルオキソ一硫酸の濃度が、0.5〜1
0.0重量%の範囲である請求項1の溶液。 - 【請求項3】 安定化剤として、アクリル酸、メタクリ
ル酸、マレイン酸からなる不飽和カルボン酸群から選ば
れる一種あるいは二種以上を構成単位とする単独重合
体、もしくは共重合体あるいはそれらの塩を含有する請
求項1、及び2の溶液。 - 【請求項4】 硫酸と過酸化水素とを反応させて、ペル
オキソ一硫酸溶液を得る方法において、硫酸と過酸化水
素とを、硫酸/過酸化水素のモル比が、2〜5の範囲で
反応させた後、該反応溶液のpHを0.5〜2.0の範
囲に調整する事を特徴するペルオキソ一硫酸溶液の製造
方法。 - 【請求項5】 反応溶液のpH調整を行った後、該溶液
を加熱して、残存する過酸化水素を消失させる請求項5
の製造方法。
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---|---|---|---|
JP26771296A JP3853882B2 (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 安定化されたペルオキソ一硫酸溶液、及びその製造方法 |
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JPH1095602A true JPH1095602A (ja) | 1998-04-14 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008047864A1 (fr) * | 2006-10-18 | 2008-04-24 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Procédé de production d'acide monopersulfurique et appareil de production continue d'acide monopersulfurique |
-
1996
- 1996-09-19 JP JP26771296A patent/JP3853882B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP5305230B2 (ja) * | 2006-10-18 | 2013-10-02 | 三菱瓦斯化学株式会社 | モノ過硫酸の製造方法及びモノ過硫酸連続製造装置 |
KR101432549B1 (ko) * | 2006-10-18 | 2014-08-21 | 미쯔비시 가스 케미칼 컴파니, 인코포레이티드 | 모노과황산의 제조방법 및 모노과황산 연속 제조장치 |
US9181094B2 (en) | 2006-10-18 | 2015-11-10 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Method for producing peroxymonosulfuric acid and apparatus for continuously producing peroxymonosulfuric acid |
US9988269B2 (en) | 2006-10-18 | 2018-06-05 | Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc. | Method for producing peroxymonosulfuric acid and apparatus for continuously producing peroxymonosulfuric acid |
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