工艺与设备
贺燕
桃花姬阿胶糕的功效及食用方法化 工 设 计 通 讯
Technology and Equipment
Chemical Engineering Design Communications
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第46卷第3期
2020年3月
四水八硼酸钠是一种新型的速溶性硼酸盐，其在具备硼酸盐基本性质的前提下，有效提升了硼酸盐的氧化硼含量与溶水性能。现阶段，四水八硼酸钠在农业、化学工业、医疗业、文物保护等多个领域中表现出了良好的应用效果。1 四水八硼酸钠的合成机理
现阶段，主要可基于硼酸与氢氧化钠、硼砂两类原料进行合成反应，制备获得四水八硼酸钠产物。其中，当硼酸与氢氧化钠经由混合反应、加热分解、过滤去渣、冷却处理、干燥脱水等工艺步骤生成四水八硼酸钠时，其反应式为
；当硼酸与五水
硼砂、十水硼砂、无水硼砂等硼砂类化合物发生反应生成四水八硼酸钠时，其反应式分别为
、、
鹌鹑蛋红烧肉。在实际的
反应制备过程中，受到物料用量、浓度配比、反应时间、反应温度等因素的变化影响，四水八硼酸钠的合成质量也会存在较大差异。
2 四水八硼酸钠的制备工艺
2.1 以硼酸和氢氧化钠为原料的制备工艺2.1.1 材料准备
①化学原料：氢氧化钠、硼酸、盐酸以及甘露醇，并保证各材料的纯度规格达到AR 等级；②仪器设备：电子分析天平、真空泵、恒温磁力搅拌器以及恒温鼓风干燥箱。同时，为了实验四水八硼酸钠的制备效果，分析制备工艺的流程影响，还需准备X 射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电镜、激光显微镜、傅里叶红外光谱仪等仪器设备。
糖腌柠檬2.1.2 工艺流程
以硼酸和氢氧化钠为原料制备四水八硼酸钠时，需经历以下工艺环节。①合成反应环节：先根据四水八硼酸钠的制备量需求，使用普通天平称取硼酸和氢氧化钠，置于反应容器当中，并加入相应纯度的水；其次，对混合溶液进行加热，将温度提升到60℃~140℃；最后，将溶液置于恒温磁力搅拌器中进行充分搅拌，结合溶液具体量级，将反应时间控制在30~180min ，实现硼酸和氢氧化钠的充分反应，最终得到透明无色的溶液；②冷却析出环节：在合成反应完成后，将所得过饱和溶液转移到烧杯当中，并对烧杯内溶液进行低温冷却，保证溶液温度不超过30℃。在低温作用下，溶液的过饱和状态将被打破，进而在一段时间后析出白色的蜡状固体；③真空抽滤环节：在真空泵的功能支持下，将固体产物中的游离mu乐队
水分子进行充分抽滤，并使抽出滤液存留至真空泵设备的滤液槽中。通过这一环节，即可得到混合溶液中的氧化硼成分。同时，为了实现氧化硼的充分提取，可将滤液槽中的滤液作为母液重新代入到前期环节当中，实施进一步的合成反应与冷却析出；④初步脱水环节：在得到一定量的氧化硼固体后，将其置于恒温鼓风干燥箱当中，进行氧化硼的初次脱水，此时应将温度设置为40℃左右，并保证箱内压强处在正常水平，以免导致氧化硼固体重新溶解；⑤二次脱水环节：完成初步的脱水处理后，对物料进行二次脱水，且应将温度提高至90℃，直至物料的质量数值趋于稳定。此时，四水八硼酸钠的制备已基本完成；⑥由于工艺产物已处在较高水平的干燥状态，极易出现吸水情况。因此，应立即将产品放置在干燥容器当中，并做好密封处理。
2.1.3 工艺分析
通常四水八硼酸钠中的氧化硼含量在67％左右，工艺产物中氧化硼含量越高，说明四水八硼酸钠的纯度越高，即制备工艺的应用效果越好。因此，以反应温度100℃、合成时间90min 为固定条件，对不同氢氧化钠含量下的混合溶液进行了实验分析，发现1.45为氢氧化钠用量的最佳值。当氢氧化钠用量低于1.45时，硼酸与氢氧化钠的反应不够充分，因此氧化硼的含量较低；当氢氧化钠用量高于1.45时，混合溶液中的酸碱度会有所提升，进而导致材料的离子结构发生变化，生成一定量的四硼酸钠。
反应物的浓度会对四水八硼酸钠的工艺质量产生影响。同样以反应温度100℃、合成时间90min 为固定条件，并将氢氧化钠与硼酸的配比值稳定为0.234，对不同浓度下的混合溶液进行了实验分析，发现氧化硼的含量会随着反应物浓度的降低而发生极大波动，总体呈现出先高后低的变化趋势。且当水与硼酸的配比值为1.5时，工艺产物中氧化硼的含量达到最高水平。
反应物的反应时间以及反应温度也会对四水八硼酸钠的工艺质量产生影响。在保证其他变量稳定、氢氧化钠用量和浓度比均处于最高水平的情况下，对不同时间条件、温度条件下的工艺产物进行实验分析发现：①当反应时间为90min 时，工艺产物中的氧化硼含量最高。究其原因，主要是反应时间在90min 以下时，溶液中的硼酸与氢氧化钠并未达成合成，而反应时间超过90min 时，溶液中可能出现多聚硼氧配阴离子的解离现象，进而导致氧化硼含量的逐渐降低。因此，在应用硼酸与氢氧化钠制备
四水八硼酸钠时，反应时间应控制在90min 左右，不宜过长；②当反应温度在100~120℃时，工艺产物中的氧化硼含量最高。若反应温度超过120℃，混合溶液中的八硼氧配阴离子会加快高温水解，进而导致氧化硼含量的降低。
基于以上，在以硼酸和氢氧化钠为原料制备四水八硼酸钠时，将硼酸浓度、氢氧化钠用量、反应温度、反应时间等
摘 要：首先对四水八硼酸钠的合成机理进行了简要阐述；其后，围绕材料准备、工艺流程、工艺分析三个方面，分别对以硼酸与氢氧化钠、硼酸与硼砂为原料的四水八硼酸钠制备工艺进行了分析，并提出了控制产物质量的可行方法。
关键词：四水八硼酸钠；硼酸；合成反应中图分类号：TQ131.12 文献标志码：A 文章编号：1003–6490（2020）03–0128–02
Synthesis Mechanism and Process Analysis of Sodium Octaborate Tetrahydrate
Zhao Ling-long
Abstract ：This article first brie fly described the synthesis mechanism of sodium octaborate tetrahydrate.After that ，focusing on the three aspects of material preparation ，process flow ，and
process analysis ，the four process using boric acid and sodium hydroxide ，boric acid and borax as raw materials were respectively described.The preparation process of sodium sodium octaborate was analyzed ，and a feasible method for controlling the quality of the process product was propod.
Key words ：sodium octaborate tetrahydrate ；boric acid ；synthesis reaction 四水八硼酸钠的合成机理及工艺分析
标兵
盗墓者笔记赵灵龙
（山东九洲安全技术有限公司，山东淄博 255000）
毕业生就业指导收稿日期：2020–03–10作者简介： 赵灵龙（1971—），男，四川南充人，工程师，主要从事
化工安全生相关工作产。
