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二氧化硫脲(Thiourea Dioxide)簡稱TD，國外商品名稱Manofast，分子式： CH4N2O2S，分子量108.12，是一種新型高效有機(jī)還原劑。
  二氧化硫脲具有如下優(yōu)良性能：
  (1)熱穩(wěn)定性能好。在干燥狀態(tài)下低于70℃時是穩(wěn)定的，在酸性溶液中也是穩(wěn)定的，但在堿 性溶液中很快分解，生成還原性很強(qiáng)的亞磺酸(次硫酸)。
  (2)還原電位高。二氧化硫脲的還原電位最高可達(dá)1230 mV，而其它還原劑一般只有500～600 mV，而且還原電位值下降的速度很慢。
  (3)安全性能好。據(jù)報道二氧化硫脲為非致癌物質(zhì)，經(jīng)急性毒性試驗(yàn)為低毒化合物。其分解 產(chǎn)物不增加COD和BOD的值，對環(huán)境無污染。
  二氧化硫脲的用途廣泛。除用于無機(jī)化學(xué)領(lǐng)域作各種金屬離子的還原劑外，由于其還原能力 比保險粉強(qiáng)，穩(wěn)定性好，運(yùn)輸、貯存和使用均比較方便、安全，不象保險粉那樣容易分解和 自燃，在印染和漂白工業(yè)中已成為保險粉的安全替代品。又因二氧化硫脲還原電位最高可達(dá) 1230 mV，具有優(yōu)良的還原能力，除在紡織印染外，近年來有機(jī)合成和分析中的應(yīng)用亦有所 發(fā)展，并在制藥、造紙、高分子和照相材料工業(yè)中有著廣泛應(yīng)用。因此，二氧化硫脲是一種 前景十分廣闊的有機(jī)產(chǎn)品。
  二氧化硫脲最早于1910年由Barett首次合成，但實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)遲至1967年在日本投產(chǎn)。接 著，美國的兩家公司GuardianChem.Corp和Umasten Onxy Corp以及前蘇聯(lián)、英國等國家的數(shù) 家工廠也相繼投入生產(chǎn)。我國對TD的研制工作始于1980年，石家莊市農(nóng)藥廠、本溪市化學(xué)廠 、蘭化有機(jī)廠等相繼建成裝置投產(chǎn)。
  二氧化硫脲通常有3種合成路線。(1)以臭氧和硫脲為原料的制法；(2)以氰氨化鈣、硫化銨 和雙氧水為原料的合成方法。(3)以硫脲和雙氧水為原料，在催化劑存在下的合成方法。比 較上述幾條路線，第(3)條路線具有原料易得，制備也不困難，且操作易于工業(yè)化，三廢少 ，易處理等優(yōu)點(diǎn)。本文對以硫脲和雙氧水為原料的工藝路線合成二氧化硫脲，進(jìn)行了研究。
1 試驗(yàn)部分
  在裝有攪拌、溫度計、分液漏斗的500 ml圓底燒瓶中，先加入粉碎好的硫脲、溶劑，攪拌溶 解 。再將反應(yīng)瓶用冰鹽浴冷卻，維持瓶內(nèi)反應(yīng)溫度，然后在激烈的攪拌下，由滴液漏斗開始慢 慢滴加過氧化氫溶液，控制pH值在3～5左右。待反應(yīng)完畢后，再攪拌冷卻、結(jié)晶，經(jīng)抽濾在 適當(dāng)溫度下快速干燥得產(chǎn)品，濾液回收。
2 結(jié)果與討論
2.1 反應(yīng)溫度的選擇
  硫脲和雙氧水的反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，在反應(yīng)過程中放出大量的反應(yīng)熱，反應(yīng)熱為431 kJ/mol ，所以反應(yīng)必須在冷凍條件充足的情況下進(jìn)行，將反應(yīng)生成熱及時移走，這對產(chǎn)品的產(chǎn)量、 質(zhì)量均是很有利的。下面是對0～20℃范圍內(nèi)的反應(yīng)溫度進(jìn)行了考察，結(jié)果見表1。
表1 反應(yīng)溫度對收率的影響
反應(yīng)溫度/℃ 0 5 10 15 20
二氧化硫脲收率/% 84.20 87.52 78.06 76.21 67.12
  從表1可以看出：反應(yīng)溫度越低收率越高，質(zhì)量也越好。但在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)反應(yīng)溫度太低也會 給操 作帶來很大困難。因此我們根據(jù)試驗(yàn)情況，保持在0～5℃為最佳反應(yīng)溫度，這時TD的收率和 含量均較高。反應(yīng)溫度太高時，TD成品收率迅速下降，當(dāng)反應(yīng)溫度超過30℃時產(chǎn)品開始變黃 ，部分或全部分解析出硫。
2.2 反應(yīng)體系pH值選擇
  根據(jù)反應(yīng)機(jī)理可知，如果反應(yīng)液pH值在2以下，硫脲僅與H2O2作用生成甲脒化二硫而不 再繼續(xù)反應(yīng)生成TD；若反應(yīng)pH值在6以上，溶液中能分解出次硫酸，次硫酸還原能力極強(qiáng)， 很快與H2O2作用，增添了系統(tǒng)的副反應(yīng)及化學(xué)雜質(zhì)，收率顯著降低。因此調(diào)整測定pH值 是反應(yīng)相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)。為保持反應(yīng)液的pH在2～6之間，需在反應(yīng)液中加入pH穩(wěn)定劑。
2.3 物料配比的選擇
  以硫脲計，過氧化氫用量少時，反應(yīng)不完全；用量大時，既可能使TD深度氧化，又造成浪費(fèi) 。副反應(yīng)生成的H2SO3也會與過氧化氫進(jìn)行反應(yīng)。因此應(yīng)嚴(yán)格控制反應(yīng)的物料配比。試 驗(yàn)中，用H2O2作溶劑，加入40 g硫脲，反應(yīng)溫度0～5℃，對H2O2/CS(NH2)2=1.8 ～2.4范圍內(nèi)的不同摩爾配比進(jìn)行選擇，結(jié)果如表2所示。
表2 反應(yīng)物摩爾配比對收率的影響
硫脲與雙氧水配比 1∶1.90 1∶1.95 1∶2.00 1∶2.05 1∶2.10
二氧化硫脲收率/% 80.70 86.11 87.28 85.