凈水處理劑-戊二醛（二）

一步氧化法

一步氧化法采用空氣、過氧化氫以及酮的過氧化物作為氧化劑，以過氧化氫為氧化劑的方法最具開發前景。這是因為，過氧化氫價廉易得，且氧化過程條件溫和，無需高溫高壓裝置,工藝路線短，產物分離容易，無污染。所用催化劑通常是鉬化合物、鎢化合物和雜多酸。以鎢酸為催化劑，叔丁醇為溶劑，在35°C下反應24h,戊二醛收率達80%;氧化催化劑有鉬催化劑、鎢硼共催化劑、雜多酸催化劑、鎢催化劑等。

以30%或50%的過氧化氫水溶液為氧化劑，在叔丁醇存在下使CPE氧化成戊二醛，收率在55%~60%(25%的粗戊二醛水溶液）。使用該催化劑不僅突破了不能使用水基介質和低濃度雙氧水的限制，而且反應條件溫和，戊二醛的收率也得到了大幅度的提高。與其他方法相比，此法具有較大的優越性和工業價值。

以環戊烯為原料，采用鎢酸催化劑合成戊二醛。以雙氧水的水溶液為氧化劑，在叔丁醇溶劑中進行均相反應制得戊二醛，可以突破以往研究不能使用水基介質和低濃度雙氧水的限制，同時將部分反應中間體轉化成戊二醛，反應過程總收率達到65%以上。試驗例如下：

在裝有攪拌器、冷凝管的250mL密閉反應器中，按比例依次加入10mL環戊烯（CPE)、50mL叔丁醇（TBA)、鎢酸催化劑0.5g,在38°C下，滴加與CPE化學計量比的雙氧水，攪拌反應4.5h,得到戊二醛反應液。

氧化反應結束后，按一定配比加入沉淀劑反應6~7h,溶液中戊二醛質量分數為12%~14%。抽濾除崔化劑及沉淀劑，所得混合液經減壓蒸餾除去溶劑，同時將反應液濃縮得到質量分數為25%的戊二醛產品。

復旦大學開發的環戊二烯氧化法是用C4餾分中的環戊二烯為原料，經部分加氫生成環戊烯，然后用雙氧水進行氧化、裂解得戊二醛。第一步加氫反應采用氣-固或液-固相反應，環戊烯收率達90%以上。然后再在水基介質中，以固體酸為催化劑，雙氧水為氧化劑一步氧化制得戊二醛。該法反應條件溫和，操作簡便，流程短，在戊二醛的反應、分解、蒸餾過程中，產品收率有大幅度提高，總收率達55%~60%。在從環戊二烯制備戊二醛的氧化反應中，在合適的催化劑體系和操作條件下，一步氧化制戊二醛的收率大于60%。該法對設備無特殊要求，可利用氣-固相加氫裝置與流動床。采用液-固相反應，也可使用傳統的反應釜，僅要求密封以防止低沸點物料泄漏。利用價廉的環戊二烯制備戊二醛，投資少，效率高，且消耗定額低，如果生產廠家自產雙氧水，則生產成本還可大幅度下降，為雙氧水氧化環戊烯制備戊二醛的研究實現工業化帶來了希望。

日本在環戊烯氧化制戊二醛時，所用的氧化催化劑有雜多酸、砷酸、過渡金屬氧化物。德國和俄羅斯在解聚方面申請的專利較多。

隨著乙烯生產裝置的大型化，以廉價、豐富的乙烯裝置副產物CPD(環戊二烯）為原料制備戊二醛，可使產品成本大輻度降低，是較為理想的合成路線。

以雙氧水為氧化劑的環戊二烯一步氧化法具有很大的發展潛力，在不久的將來必將占據主導地位。

實際用途

戊二醛在0.01%的濃度時就開始表現出殺菌活性。

戊二醛在堿性介質中殺菌效果較好，1%的戊二醛異丙醇溶液：在加堿后才表現出活性。在使用戊二醛時加入0.3%的小蘇打可以提高其殺菌能力。

提高溫度可以増加戊二醛的殺菌和殺孢子能力。這一特點對酸性戊二醛來說表現尤為顯著。堿性戊二醛在提高溫度時，由于聚合速度的增加，在某些情況下，如加熱時間過長，甚至會降低其殺菌能力。

戊二醛最好在酸性pH值3~5條件下儲存，也可加入穩定劑。需要在堿性條件下使用時，最好在使用之前臨時調節pH值，而且在任何情況下都不能使pH值高于8.5。使用不完的酸性戊二醛最好在低溫下儲存。

戊二醛是一種快速、高效、廣譜的化學滅菌劑，對繁殖型的細菌、病毒、分枝杯菌、致病性霉菌和細菌芽孢有高度殺滅效果，且對人畜的毒性很低，無致畸性，是第三代化學滅菌劑。

在羥丙基甲基纖維素（HPMC)存在下，戊二醛能保持殺菌性能不變，其殺菌效果與70%乙醇和含季銨鹽的殺菌劑一致。

戊二醛是衛生部推薦的無毒速效殺菌消毒劑，對殺滅乙型肝炎等病毒有奇效。因而，戊二醛在此方面具有廣闊的市場前景。

堿性戊二醛溶液，不僅能快速高效地殺滅大多數細菌、細菌繁殖體、真菌、芽孢和病毒等，而且不腐蝕金屬器械和玻璃及塑料制品，并對人體毒性很低，被世界衛生組織推薦為B型肝炎病毒消毒劑，廣泛用于生態環境的消毒滅菌。

工業冷卻水中微生物的生長、繁殖會在水處理系統中形成黏泥，它們附著在水冷器的管壁上，影響水側傳熱效果，降低換熱效率。它們還會形成氧濃差電池，引起垢下腐蝕。此外，有些細菌的代謝產物還直接對金屬產生腐蝕。如厭氧性硫酸鹽還原菌的還原物硫化氫可直接腐蝕金屬，鐵細菌可直接將Fe2+氧化成Fe2+,加速金屬的腐蝕。冷卻水中微生物的腐蝕形態，可以是嚴重的均勻腐蝕或點蝕，也可以是縫隙腐蝕，氫脆和應力腐蝕破裂。

從20世紀80年代起，國外用戊二醛作冷卻水殺生劑的工廠日益增加。戊二醛是一種高效、廣譜的殺菌滅藻劑，作用迅速，藥效持續時間長，對生物黏泥也有一定的剝離作用。戊二醛水處理殺生劑，適用于堿性水處理系統，同磷系水處理藥劑具有良好的兼容性。

開發新型戊二醛抗菌劑，對抗菌劑應用的普及具有推動作用，其國內市場發展潛力巨大。