醋酸锰的主要应用

2023/10/9 11:29:29

概述

醋酸锰又名乙酸锰,是一种金属有机化合物,其化学式为(CH3COO)2Mn,淡红色透明单斜晶体,熔点80 ℃,溶于水及醇,主要作为聚酯切片和PTA生产的催化剂,也被用来在不同的反应,譬如乙烯酯的合成和聚合反应等。

醋酸锰.jpg

制备方法

由锰与乙酸反应制得,具体步骤如下:

先用5%的硝酸将金属锰浸泡5min,再用蒸馏水漂洗数次,洗至pH值为8;

然后,加入乙酸进行合成反应,制得乙酸锰粗品;

加入少量活性炭,除去其中的铁、铅等金属离子;

然后过滤,滤液用乙酸(化学纯)调节pH至3-4后,蒸发至相对密度为1.30,再冷却、结晶、离心分离、干燥(50℃以下),即得成品。

用途

催化剂

1)醋酸锰是聚酯树脂的原料——二甲苯高温氧化的催化剂,还可用作染色媒染剂,涂料、清漆的干燥剂,以及氧化过程的催化剂等。也可以用于皮革鞣制和洗碗片,还可以作为油漆、涂料的干燥剂、印染媒染剂、饲料添加剂等。

2)在工业醋酸的生产中,以前的生产工艺主要是以乙醛为原料,醋酸锰为催化剂,用氧气或空气氧化的生产路线制取。乙醛氧化生产醋酸的机理分为醋酸锰的活化、链的引发、链的传递、链的终止等四部分[1]。在此过程中,醋酸锰催化剂常常是使用一次后就废弃,自20世纪80年代后期开始全国各地的乙醛氧化制醋酸装置相继采用了醋酸锰催化剂循环技术。自1981年贵州有机化工厂试用醋酸锰催化剂循环使用之后,几套万吨级醋酸装置也相继采用了醋酸锰催化剂循环技术,与使用前相比,催化剂单耗降低为原来的10%,醋酸生产成本有所下降,废弃催化剂量也减少,对环境的污染也大大降低。

3)醋酸锰在废旧塑料降解中也有应用。牛俊峰等人研究了废旧聚乙烯和聚丙烯塑料高温液相催化氧化降解的工艺条件,以醋酸为溶剂,醋酸钴、醋酸锰为主催化剂,溴化物为助催化剂,在一定温度和压力下用空气氧化聚乙烯和聚丙烯,用气质联用法检测了聚乙烯和聚丙烯氧化降解后的产物成分,尾气中CO和CO 浓度则采用红外在线分析仪检测。结果表明,在降解PE、PP过程中,醋酸锰催化体系表现出较高的催化活性,PE和PP降解主要产物为草酸和醋酸。

4)1,6-六亚甲基二异氰酸酯是一种重要的化工中间体,因其具有优良的耐热性,抗变黄性而被广泛的应用于航空、汽车修补漆等行业。目前,工业上生产仍采用光气法,使用剧毒光气对人类和环境均存在巨大的安全隐患。非光气法清洁合成HDI一直是国内外相关机构的研究热点。研究表明,醋酸锰对于HDA与DMC酯交换反应合成1,6-六亚甲基二异氰酸酯具有较好的催化效果,是一种高效的非光气清洁合成HDC的催化剂[2]。

新领域

醋酸锰还能用于电池加工领域,可制备高温性能优异的锰酸锂正极材料。S1:对醋酸锰,氢氧化锂,氧化石墨烯进行称取;S2:将称取后的醋酸锰,氢氧化锂,氧化石墨烯倒入水溶液中进行混合;S3:对S2中醋酸锰,氢氧化锂,氧化石墨烯的混合物进行冷冻处理,直至其以冻结状态干燥;S4:向S3中的混合物中添加商用五氧化二铌,并对其进行研磨,直至其研磨均匀,形成混合物和商用五氧化二铌的组合物;S5:将S4中的组合物投入加热设备的内部进行热处理,便能够获得一种得碳包覆的铌掺杂的锰酸锂正极,其在常温和高温下均具有较好的循环性能[3]。

危害

近期有相关研究表明,过量的醋酸锰能够导致PC12细胞产生高氧化应激水平,从而生成了一系列儿茶酚异喹啉物质,对细胞产生损伤作用[4]。

参考文献

[1]曹重,张鸿钧.醋酸生产中醋酸锰催化剂的循环使用[J].化学反应工程与工艺, 1986(04):80-83.DOI:CNKI:SUN:HXFY.0.1986-04-009.

[2]赵丽滟,曹妍,王利国,等.醋酸锰催化非光气合成1,6-六亚甲基二氨基甲酸甲酯[C]//第九届全国环境催化与环境材料学术会议——助力两型社会快速发展的环境催化与环境材料会议论文集(NCECM 2015).2015.

[3]王辉,王洋,王怀悦,等.一种高温性能优异的锰酸锂正极材料及制备方法:CN202111091772.7[P].CN113839022A.

[4]栾玉静,庆宏,卢剑清,等.醋酸锰对PC12细胞损伤作用的研究[J].中国药理学通报, 2008, 24(12):5.DOI:10.3321/j.issn:1001-1978.2008.12.009.

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