焦磷酸鎂

焦磷酸鎂

焦磷酸鎂,Mg2O7P2,是一種化學製劑。焦磷酸鎂有α型(低溫型)和β型(高溫型)兩種變體,轉變點溫度為68℃。但是,兩者在廣泛的溫度範圍內往往是共存的。

基本介紹

  • 中文名:焦磷酸鎂
  • 外文名:magnesium pyrophosphate
  • CAS號:13446-24-7;10102-34-8
  • 分子式:Mg2O7P2
  • 安全標識S26 S36
  • 英文同義詞:Diphosphoric acid
基本信息,物性數據,合成方法,主要用途,系統編號,毒理學數據,計算化學數據,生態學數據,性質與穩定性,焦磷酸鎂的酸解及酸解產物的氨氮沉澱性能,實驗部分,結論,

基本信息

中文名稱:焦磷酸鎂
英文名稱:Magnesium Pyrophosphate
英文別名:MAGNESIUM PYROPHOSPHATE;dimagnesium,phosphonato phosphate;
CAS號:13446-24-7
分子式:Mg2O7P2
分子量:222.55300
精確質量:221.88200
PSA:155.23000
LogP:0.94120

物性數據

1. 性狀:無色單斜晶系晶體。
2. 密度(g/mL,25/4℃):2.60
3. 熔點(ºC):1383
4. 溶解性:不能溶解的

合成方法

1.由焦磷酸鈉溶液與氯化鎂溶液進行複分解反應製得.
2.將六水合磷酸鎂銨NH4MgPO4·6H2O在600℃以上加熱2h左右,就生成一縮二磷酸鎂。將焦磷酸鈉的水溶液與氯化鎂的水溶液混合,也可得到焦磷酸鎂。

主要用途

作牙膏、牙粉的穩定劑等。

系統編號

CAS號:13446-24-7;10102-34-8
MDL號:MFCD00049482
EINECS號:236-595-0

毒理學數據

急性毒性:主要的刺激性影響:刺激皮膚和黏膜,又造成嚴重傷害眼睛的危險,沒有已知的敏化影響。

計算化學數據

1、 氫鍵供體數量:0
2、 氫鍵受體數量:7
3、 可旋轉化學鍵數量:0
4、 拓撲分子極性表面積(TPSA):136
5、 重原子數量:11
6、 表面電荷:0
7、 複雜度:124
8、 同位素原子數量:0
9、 確定原子立構中心數量:0
10、 不確定原子立構中心數量:0
11、 確定化學鍵立構中心數量:0
12、 不確定化學鍵立構中心數量:0
13、 共價鍵單元數量:3

生態學數據

通常對水是不危害的,若無政府許可,勿將材料排入周圍環境。

性質與穩定性

常溫常壓下穩定。
避免的物料: 氧化物。不溶於水。焦磷酸鎂有α型(低溫型)和β型(高溫型)兩種變體,轉變點溫度為68℃。但是,兩者在廣泛的溫度範圍內往往是共存的。

焦磷酸鎂的酸解及酸解產物的氨氮沉澱性能

氨氮是廢水中最常見的污染物之一。水體中氮含量超標,不僅使水環境質量惡化,引起富營養化。磷酸銨鎂(MgNH4PO4·6H2O,以下簡稱MAP)化學沉澱法,基本原理是向含氨廢水中投加Mg2+和PO43-,使之生成難溶復鹽MAP,然後通過重力沉澱,使MAP從廢水中分離。與氨氮廢水的其他處理方法(氨吹脫法,折點加氯法,生物法,離子交換法)相比具有沉澱反應速度快,不受溫度、水中毒素的限制,而且能從廢水中回收氨等諸多優點。然而該法大量消耗沉澱劑鎂源(如MgCl2)和磷源(如Na2HPO4),pH調節劑NaOH,使得反應成本很高,而MAP直接作為複合肥料鳥糞石使用價格較低,出路有限,經濟上難以承受,使得該方法的實際套用受到限制。為解決上述問題,研究者進行了熱分解MAP,釋放其中的氨,用其熱解產物再處理氨氮廢水的沉澱劑循環利用方法的研究。研究發現,在MAP的熱分解過程中,在提高氨氮釋放率的同時,磷酸銨鎂會逐漸轉化為不利於吸附氨氮的焦磷酸鎂,嚴重影響了MAP的循環利用。因此,如何有效的進行熱解產物中焦磷酸鎂向正磷酸鎂的轉化,是MAP循環利用的重要問題。
本研究提出了用酸解處理MAP熱解產物,使焦磷酸鎂再次轉化為磷酸鎂的方法,研究了MAP熱解產物的酸解行為,及酸解產物的氨氮處理性能。

實驗部分

1、主要試劑與材料
試劑:Na2HPO4·12H2O,MgCl2·6H2O,(NH4)2SO4,NaOH,濃H2SO4,以上均為分析純納氏試劑、鉬酸銨、抗壞血酸酸:按文獻配製。模擬氨氮廢水:用銨鹽加去離子水配製。
2、主要儀器
JB-3定時恆溫磁力攪拌器,420酸度計,VIS -7220可見光分光光度計,可控溫水浴鍋,管式電磁爐。
3、實驗方法
(1)MAP的製備及熱解
配製7200mg/L的(NH4)2SO4模擬廢水,按N:P:Mg=1:1:1,順次將Na2HPO4·12H2O和MgCl2·6H2O加入1L模擬廢水中,用5mol/L的NaOH溶液調節廢水pH值為9。20℃下磁力攪拌20min後過濾,將得到的固相沉澱物洗滌後,在乾燥箱中於45℃下乾燥48h,產物充分研磨得到MAP,將製得的MAP置於管式爐中,在特定熱解溫度下熱解3h取其熱解產物,分析產物中的氨氮含量和正磷酸根含量。
(2)焦磷酸鎂的酸解
稱取300℃熱解產物1g,用硫酸溶解於100mL去離子水中,並控制一定的pH值,置於恆溫水浴中,控制一定的水浴溫度,每隔一定時間間隔吸取約1mL溶液,分析其正磷酸根濃度。
(3)酸解產物對氨氮的沉澱性能
稱取一定量的MAP經熱解 (300℃,180min)產物,經酸解(pH=1.5,100℃,180min)處理後,投入到100mL濃度為3600mg/L的模擬廢水中,用5mol/L的NaOH調節廢水pH值。20℃下磁力攪拌20min後過濾,測濾液的氨氮濃度。
4、分析方法
氨氮的測量採用納氏試劑分光光度法,磷酸鹽的測量採用鉬酸銨分光光度法。

結論

(1)隨著MAP熱解溫度的升高,氨氮釋放率逐步升高,但正磷酸根也會隨著溫度的升高轉化為焦磷酸根,不利於其再吸附氨氮。300℃條件下熱解180min,氨氮釋放率可達到90%上,剩餘正磷酸根已不到總磷的40%。繼續升溫放氨效果變化甚微,而正磷酸根會繼續損失。
(2)熱解後的MAP通過酸解處理,可使其中焦磷酸根轉化為正磷酸根,在pH=1.5,T=100℃時,反應180min後,95%的磷以正磷酸根形式存在。
(3)經熱解-酸解處理後的MAP,對氨氮廢水的處理效果隨pH值增加,呈先增加後降低的趨勢,當pH=9時,效果最佳。增加投加量可使氨氮去除率達到96%以上。
(4)經熱解-酸解處理後的MAP,對氨氮具有良好的循環沉澱性能,從根本上解決了MAP循環利用性能差的難題。

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