二氧化硫脲(甲脒亚磺酸,Thiourea dioxide,TD/TDO/FAS,(NH₂)₂CSO₂,CAS 1758-73-2)分子量 108.12,是硫脲与双氧水氧化制得的含硫还原剂(硫脲 - S,S - 二氧化物与甲脒亚磺酸互变异构),工业上在反应釜中控温 20 ℃ 以下滴加双氧水氧化硫脲、终点 pH 2–3 降温结晶制得。物理性质上为白色(或淡黄)无臭结晶粉末,熔点约 124–127 ℃(分解)、密度约 1.68 g/cm³、堆积密度约 850 kg/m³、pH(1% 溶液)约 4(弱酸性),微溶于水(20 ℃ 约 26.7–30 g/L),蒸气压近 0,常温常压稳定、对湿气敏感。化学性质上,它在酸性溶液中稳定,在碱性条件(或加热)下分解生成强还原性的亚磺酸 / 次硫酸,从而释放可控的强还原作用 —— 还原电位高且下降速度慢(仅为保险粉的 1/5);110 ℃ 以上分解放出 SO₂,126 ℃ 以上放热分解产生 SO₂、NH₃、CO、氮氧化物、H₂S 等有毒气体。它是印染(还原染料 / 硫化染料还原、羊毛绢棉漂白、还原清洗、拔染印花、剥色)、造纸(机械浆 / 脱墨浆无氯还原漂白)、废水处理(余氯与六价铬还原)、有机合成(酮 / 硝基 / 偶氮还原)领域的 "环保保险粉替代品"。属 4.2 类自热易燃固体(UN 3341,Ⅱ 类包装),储存须 <30 ℃ 干燥密封防潮、远离氧化剂与可燃物。
基本信息
中文名:二氧化硫脲(甲脒亚磺酸、甲脒磺酸、单甲脒磺酸、氨基亚氨基甲亚磺酸、硫脲 - S,S - 二氧化物)
英文名:Thiourea dioxide / Formamidinesulfinic acid / Aminoiminomethanesulfinic acid / Thiourea S,S-dioxide
缩写:TD / TDO / FAS
化学式:CH₄N₂O₂S((NH₂)₂CSO₂)
分子量:108.12
CAS:1758-73-2(主);4189-44-0(并存登记号,同物)—— 采购两号均常见
EINECS:217-157-8(个别口径 217-168-4,以 217-157-8 为准)
物理化学性质
外观:白色(或淡黄)结晶粉末,无臭
熔点:约 124–127 ℃(分解,lit.;工业口径 126 ℃ 分解;部分口径 142–143 ℃ 分解)
沸点:约 355.3±25 ℃(Predicted,实际分解)
密度:约 1.68 g/cm³;堆积密度约 850 kg/m³
pH:1% 溶液约 4;饱和溶液约 5.0(弱酸性)
溶解性:微溶于水(26.7–30 g/L,20 ℃);不溶于多数有机溶剂
蒸气压:0 Pa(25 ℃);折射率约 1.655(估算);LogP -1.7(计算)
稳定性:常温常压稳定;100 ℃ 以上缓慢分解、110 ℃ 放出 SO₂、126 ℃ 以上放热分解(SO₂、NH₃、CO、氮氧化物、H₂S、CO₂);长期 >50 ℃ 且潮湿可见分解;对湿气敏感
主要用途(分领域)
表格
应用领域 | 作用 | 典型场景 |
印染纺织(核心) | 还原剂 / 漂白 / 剥色剂 | 羊毛、绢、棉天然纤维漂白(弱碱环境最佳、不损纤维);还原染料 / 硫化染料染色还原(用量约为亚硫酸氢盐的 1/10);分散染料还原清洗(约 1/4 用量);拔染印花;不良染色的剥色与缸体洗净脱色 |
造纸(核心) | 还原性漂白剂 | 机械浆(GP/RGP/TMP/CTMP)与脱墨浆(DIP)无氯还原漂白(pH 6–9);工艺参考:浆浓 10%、FAS 0.5–1.0%+NaOH 0.3–0.5%、60 ℃、45 min,白度提高 3.2–4.0%;高岭土填料漂白 |
水处理 | 还原剂 | 中和残留氧化剂(余氯)、六价铬还原(Cr⁶⁺→Cr³⁺)、废水还原脱色 |
有机 / 无机合成 | 还原剂 | 酮→仲醇、醛→伯醇、硝基→氨基、偶氮 / 氧化偶氮 / 醌 / 亚磺酸还原;分离稀有金属铑、铱;回收铂、银、铀;去除铁、铬、镍等重金属 |
聚合物 / 其他 | 氧化还原引发 / 助剂 | 丙烯腈聚合氧化还原引发体系(过硫酸盐 / H₂O₂+TDO)、聚丙烯腈纤维白度与色泽改良;PVC 稳定剂、照相乳胶敏化剂、医药 / 香料精细化工中间体、聚乙烯稳定剂 |
优势
与保险粉(连二亚硫酸钠,7775-14-6)对比:TD 还原电位更高、电位下降速度仅为保险粉的 1/5(还原力更持久);热稳定性好、储存运输安全(保险粉遇水自燃、仓储风险大);无 SO₂ 恶臭、作业环境与卫生安全 ——"保险粉替代" 首选;
与亚硫酸氢钠 / 焦亚硫酸盐对比:TD 还原力强得多 —— 漂白与还原清洗用量可降至 1/4–1/10,经济性更优;
与三氯化钛(TiCl₃)对比:TD 不潮解、稳定、对纤维损伤小、无腐蚀性(TiCl₃ 粉末自燃、需惰气储存)—— 常规拔染 / 剥色优选 TD;
与次氯酸钠 / 双氧水等氧化性漂白剂对比:TD 为还原性漂白 —— 不损伤纤维、无氯漂白不产生 AOX—— 机械浆高白度与脱墨浆复漂方案;
安全信息(毒性与储存)
GHS 分类(SoleChem/ChemicalBook 口径):
GHS02 易燃:自热物质(H251/H252—— 自热可自燃)
GHS05 腐蚀:严重眼损伤(H318);GHS06 有毒:吸入致命(H330)、吞食有害(H302)
GHS07 刺激:皮肤(H315)、眼(H319)、呼吸道(H335)、嗜睡眩晕(H336)
GHS08 健康危害:疑似损害生育 / 胎儿(H361)、器官损害(H370/H371/H373)
信号词:Danger
健康危害:刺激皮肤与黏膜、对眼组织有腐蚀性;吸入粉尘刺激呼吸道;126 ℃ 以上热分解气体(SO₂、NH₃、CO、氮氧化物、H₂S)吸入可致重伤甚至死亡;部分口径提示疑似生殖毒性(H361);毒性作用与硫脲相似但更强(文献腹腔注射途径 LD50 0.42 mg/kg 有积蓄作用 —— 经口急性毒性相对较低,仍按有毒物管理)
防护:防尘口罩、护目镜 / 面屏、防护手套、防护服;通风良好防粉尘;防潮防静电;远离火源
泄漏 / 接触:
眼睛:撑开眼睑清水冲洗至少 15 min,立即就医
皮肤:肥皂 + 大量清水冲洗;吸入:移至新鲜空气,呼吸困难给氧(勿口对口人工呼吸),立即就医
误服:漱口,立即就医
泄漏:干砂 / 干土 / 惰性材料覆盖收集,防湿防尘,使用防爆工具;不得排入水体
储存运输:凉处(<30 ℃)、干燥、通风、避光、密封防潮;远离热源火源、强氧化剂、强碱、有机物与可燃物;UN 3341、4.2 类、Ⅱ 类包装(DOT 标签 Spontaneously Combustible);灭火用干粉、干砂、苏打、石灰 —— 勿对物料本身用水、CO₂ 或泡沫;包装常见 25/50 kg 塑编袋或牛皮纸复合袋、25 kg 纤维桶
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