聯氨的基本信息與應用進展

羅莉 趙芳 李旭 葛靜靜 魏法山

摘 要：聯氨又稱肼，可用來去鍋爐用水和冷卻水加熱系統中的氧，以減少腐蝕；也可做植物生長調節劑和藥品毒性研究等。

本文對聯氨的信息進行基本歸類，并探討其應用進展。

關鍵詞：聯氨；應用進展；方法

聯氨又稱肼，分子式是H4N2，分子量為32.04，性狀：無色油狀發煙液體，有吸濕性，有氨的臭味。聯氨作為一種化工原料，得到了廣泛的應用，這主要是因為聯氨能夠產生很高的燃燒熱，經常被應用于火箭的燃料中和燃料電池之中。聯氨還具有強還原的特點，可以用來去除鍋水和熱水加熱系統中的氧，減少氧化產生的腐蝕。聯氨在我們日常生活中的應用廣泛，除此之外，在塑料發泡劑、各種聚合物、聚合物交聯劑和鏈延長劑等等中也有應用，甚至農藥、除草劑、植物生長調節劑和藥品中都有應用到聯氨這種化工原料。

1 聯氨的合成方法

隨著科技的不斷發展，聯氨的合成方法現在已經很多，本文主要介紹四種常用的聯氨合成方法：拉希法、脫水劑法、萃取脫水法和尿素法。

1.1 拉希法

目前工業生產中廣泛應用的聯氨的合成方法就是拉希法。拉希法是1981年由法國于吉納—庫爾曼公司研究出來的，這是一種通過亞胺過氧化氫氧化來合成聯氨的方法，在工業生產中很有發展前景。拉希法具體來說，就是將原料氨和原料次氯酸鈉按照1：3的比例導入反應器中，讓這兩種原料在反應器中反應產生氯胺，產生的氯胺和無水氨在反應器中繼續反應，通過氯化和胺化使其發生反應，產生聯氨。這種應用于工業生產的聯氨合成方法成本較低，以尿素作為原料和高錳酸鉀進行反應，就可以通過氯化和胺化產生聯氨。

1.2 脫水劑法

將燒堿和50%～54%的水合肼（質量比為10：8）混合，逐漸通入氮氣以除空氣，加熱至堿液溫度近118℃，待燒堿完全溶解后，冷卻到60℃左右，進行真空蒸餾至蒸餾液含肼量90%～94%，再經分餾、除去水分后，冷凝，制得98%～99.5%的無水肼。

1.3 萃取脫水法

將水合肼溶液分餾蒸出水，直至水、肼達共沸（68%肼），將溶液二次分餾，加入苯胺以改變其沸點，將苯胺和水蒸出，從水中冷凝回收的苯胺可返回循環使用，二次分餾液再經三次分餾，制得無水肼。

1.4 尿素法

尿素法也是一種常用的合成聯氨的方法，這種方法首先要將次氯酸鈉和氫氧化鈉按照一定的比例配成溶液，將尿素和少量的高錳酸鉀混合成溶液，其次是將這兩種溶液混合在一起，在混合的過程中要注意攪拌，保證兩種溶液混合均勻，第三步將混合而成的溶液通過蒸汽加熱，溫度需要達到103～104℃，讓溶液進行氧化反應，最后對反應液進行蒸餾、分餾、真空濃縮等操作，得到40%的聯氨，利用燒堿脫水減壓蒸餾的方法得到80%的聯氨。

2 聯氨的毒理學性狀

聯氨的用途十分廣泛，在醫藥、農藥、火箭燃料、鍋爐除氧等方面都有應用，是一種非常重要的化工合成產品，因此，我們必須認識到聯氨的毒理學性狀。

2.1 急性毒性

根據研究顯示，聯氨具有急性毒性，小鼠口服LD50為59mg/kg，靜脈注射LD50為57mg/kg，LD50為毒理學中的半數致死量，也就是能殺死一半試驗總體的有害物質、有毒物質或游離輻射的劑量。

2.2 刺激性

無論是氣態的聯氨還是液態的聯氨，都具有刺激性，會給人們的皮膚或粘膜造成影響，很容易使人身體產生過敏反應，給人們的生命健康造成威脅。聯氨被大量的應用于鍋爐除氧劑之中，經過高溫蒸汽，聯氨蒸汽會產生極其刺激的氣味，給人們的呼吸道系統造成腐蝕和刺激的作用。聯氨通過人類的呼吸進入到肺部之后，還會破壞人體血液的運氧功能，如果人在短時間內吸入大量的聯氨，會出現流淚、咽痛、頭暈、胸悶的反應，甚至可能引起肺氣腫，造成人體機能的大幅度下降，給人的身體健康造成十分惡劣的影響。

2.3 亞急性與慢性毒性

除了具有急性毒性，會在短時間內對人體造成影響之外，聯氨還具有亞急性和慢性毒性，如果人們長時間的吸入聯氨或者接觸聯氨，會造成人體肺部、肝部、腎臟等多種內臟器官的損害，還會產生貧血、白細胞增加、體重下降的不良反應。

2.4 致癌性

致癌是一個非常復雜的問題，癌癥直到今天來說，還是醫學領域的難題之一，人類鎖環的大多數癌癥都有外部的原因或者至少是收到外部因素的影響所引起的，但是如何判定一種物質致癌的劑量，這是十分困難的，因為對于癌癥來說，即使所接觸到的劑量很小，也會對人體細胞產生非常嚴重的損傷，這種物質也就是致癌介質。根據研究資料中顯示，在人類對于鼠類動物的關于聯氨致癌的實驗顯示，聯氨是一種具有非常輕微致癌作用的化工產品。

3 聯氨的檢測方法

3.1 國標法

使用國標法來檢測聯氨，主要應用于鍋爐用水和冷卻水中聯氨的檢測，這種方法是在酸性的條件下進行檢測，聯氨由于其化學特征，在酸性條件下與對二甲基苯甲醛發生反應時，會產生黃色的偶氮化合物。根據朗伯—比爾定律，偶氮化合物和聯氨含量成一定的比例，根據這個比例可以測算出測定范圍內的聯氨含量。使用國標法來檢測聯氨時還要注意，偶氮化合物的最大吸收波長為454nm，但是測定的鍋爐用水或者冷卻水如果比較渾濁，會對聯氨的測定造成一定的干擾。

3.2 對二甲基苯甲醛法

對二甲基苯甲醛法測定聯氨，主要用于測定水蒸氣中的聯氨含量，這種測定方法和國標法類似，都是在酸性條件下讓聯氨與對二甲基苯甲醛產生反應，不過對二甲基苯甲醛法是在酸性溶液中進行反應，這種情況下產生的偶氮化合物的最發吸收波長為4555nm。

3.3 聯氨分析儀檢測

利用聯氨分析儀進行聯氨檢測，是一種非常方便的聯氨檢測方法。聯氨分析儀檢測的工作原理也是在酸性的環境下，讓聯氨和對二甲基苯甲醛發生反應，產生偶氮化合物，然后根據偶氮化合物的最大吸收波長，利用光電比色法來測定聯氨的含量。

4 聯氨的應用

2012年某超臨界機組采用“熱爐放水余熱烘干”或“成膜胺”停爐保護方法不能有效控制鍋爐停用腐蝕之后，提出了一種全新的鍋爐保護方法——氨水、聯氨鈍化烘干+真空干燥法。這種全新的方法對于鍋爐的保護作用十分明顯，在之后對鍋爐進行的檢測中發現，鍋爐中已經沒有了積水和二次浮銹，抗氧化的作用非常明顯。

采用失重法、電化學法及表面分析方法， 2013年研究了A106B碳鋼、B10銅鎳合金等冷凍水系統材質在Li0H/聯氨介質體系中的腐蝕特性。結果表明，以LiOH為堿化劑調節冷凍水pH至10以上，輔以聯氨除氧，可保證上述材質的腐蝕速率達標，同時金屬表面未見有點蝕等局部腐蝕現象存在。LiOH/聯氨聯合處理法用于核電廠冷凍水系統防腐具有可行性。

2014年Inconel690在聯氨溶液中的磨損行為，在控制法向載荷分別為20、50和80 N，位移幅值分別為80、150和200μm的兩種不同環境下，以Si3N4陶瓷球/Inconel690平面接觸的方式，在PLINT高溫微動試驗機上進行微動腐蝕試驗，循環次數為2×104。結果表明：在滑移區，當載荷、位移幅值一定時，相同溫度聯氨溶液中的穩態摩擦因數比其在蒸餾水中高；穩態摩擦因數隨溶液的溫度增加而增加；磨損體積隨溶液溫度增加而增加。Inconel 690在聯氨溶液摩擦過程中，位移幅值、荷載和溫度都會對磨損體積產生十分明顯的影響。溫度的增加即降低溶液的溶解氧又促進聯胺與溶解氧的吸收反應，起到降低氧化腐蝕的作用。在蒸餾水中Inconel 690合金材料的磨損機制主要為磨粒磨損和剝層，而在聯氨溶液中其磨損機制主要為裂紋伴隨磨粒磨損和剝層。

參考文獻：

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