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二氧化硫(SO2)是主要的大气污染物之一,同时也是一种宝贵的资源。在治理二氧化硫污染的同时,实现其资源化利用对于防治大气污染、提高环保效益有着重要意义。相比于传统的制备硫酸和硫磺,将二氧化硫气体制备成亚硫酸钠及其衍生品(如亚硫酸氢钠溶液和焦亚硫酸钠)可以在避免二次污染的前提下实现更好的经济效益,是硫资源化利用的新方向。本工作对二氧化硫制备亚硫酸钠及其衍生品过程中的关键问题-抑制亚硫酸钠的氧化进行了较为系统地研究。在调研大量文献的基础上,选取抗坏血酸为抗氧化剂。通过筛选以及动力学实验,深入了解了亚硫酸钠的抗氧化机理以及反应条件对氧化过程的影响,对制备高纯度亚硫酸钠,实现硫资源化有着重要意义。所得主要结论如下: 1.抗坏血酸对亚硫酸钠的氧化有很强的的抑制作用,亚硫酸钠的氧化出现了一定的诱导期。在非催化条件下,对亚硫酸钠的抗氧化本征动力学以及其他试验因素对氧化速率和抗氧化效果的影响进行了研究。结果表明,诱导期与亚硫酸钠浓度无关,与抗坏血酸浓度呈正相关。随着pH的上升,诱导期缩短,氧化速率上升。该反应的表观活化能为49.27KJ/mol。碳酸根离子和汞离子能够削弱抗坏血酸的抗氧化效果。建立了n模型用于评价抗氧化剂对氧化过程的抑制能力,其表达式为:n=K[VC]/√[SO32-] 2.以Co2+和Fe2+为催化剂,在均相条件下研究了亚硫酸钠催化氧化的抗氧化动力学。Co2+催化动力学实验表明,氧化速率对Co2+浓度约为0.409级响应,对亚硫酸钠浓度约为1.413级响应,对抗坏血酸浓度约为-0.521级响应,试验数据与动力学模型有较好的拟合关系。在高浓度的Fe2+条件下,整个试验过程可分为溶解氧一次下降、氧气再释放和氧化阶段。首次发现了氧气再释放现象,侧面证明了反应的速控步骤。 3.建立了多相条件下总反应模型,总反应分为氧气的扩散和液相本征反应两个人子部分。结合本征反应动力学数据,通过计算和推断,得出总反应速率的速控步骤为本征反应速率控制。