三水乙酸钠的应用

背景及概述^[1]

三水乙酸钠（sodium acetate trihydrate，简称 SAT）是目前研究较为广泛的一种水合盐类储热材料，它是一种无色透明晶体， 易溶于水，水溶液呈弱碱性，其热物性见表 1。在中低温的相变材料中，三水乙酸钠的潜热值大于200 kJ/kg，相比石蜡、脂肪酸等常用的储热材料，潜热优势巨大，其58 ℃左右的熔点非常适合储热工程在常温范围内的应用。

应用 ^[2-4]

一、用于相变组合物

三水乙酸钠(SAT)在用于家庭应用所期望的温度范围内可固-液相变。但是，SAT作为相变材料(PCM)的实际应用受限于在设定温度58℃，从固体SAT熔化为液体SAT与固体(乙酸钠/SA)混合物的独特不一致的方式。不能在58℃获得完全液态溶液是个问题，其体现在水溶液在初始加热时的热力学稳定性、以及依照相变系统中的正常加热/冷却循环，在冷却后重加热 获得的再形成水溶液的热力学稳定性中。在熔融过程中形成固体对于SAT用作PCM是个问题，因为这个固体SA一经形成，通常将保留在相变系统的PCM的整个使用期中。之前克服这个问题的尝试是通过应用三维交联聚合物，比如纤维素基聚合物和高吸水性聚合物，来作为固体支撑物，该尝试并未成功，因为不管初始的固体形成明显减少，固体乙酸钠形成的潜在问题并未解决，随着时间推移固体乙酸钠仍将从溶液中沉淀出，不可逆地聚集在PCM存储容器的底部。对于作为PCM应用，具有有限使用期的方案不可接受。CN201480033153.4提供含三水乙酸钠的改进的相变材料，该相变材料可以重复循环地被加热、冷却、再加热，并保有热力学稳定性。

其包括：三水乙酸钠和用于抑制在含三水乙酸钠的相变材料中形成无水乙酸钠结晶的至少一种碱溶性聚合物。制备方法包括：(a)将含无水乙酸钠的水溶液、至少一种适合的碱溶性聚合物和至少一种成核促进剂混合；(b)加热所得混合物，以提供58℃的含三水乙酸钠的相变材料。当使用三水乙酸钠时，遵循下列步骤：(a)将三水乙酸钠加热至温度超过58℃；以及(b)将三水乙酸钠、至少一种适合的碱溶性聚合物和至少一种成核促进剂混合。本发明作为相变材料的含三水乙酸钠组合物在均一性和热力学稳定性上，比起以前使用三水乙酸钠作为PCM能够实现的，展现出前所未有的提高。

二、用于合成头孢呋辛钠

头孢呋辛钠又名（6R，7R）-7-[2-（2-呋喃基）乙醛酰胺-1]-3-（羟甲基）-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4，2，0]辛-2-烯-2-羧酸，7-（Z）-（0-甲基肟）氨基甲酸酯-钠盐。头孢呋辛钠由英国葛兰素公司研制生产，1978年首次在英国上市，随后在美国、意大利、日本、法国和中国等许多国家和地区上市，是具备代和第三代头孢素优点的、高效的、安全的、广谱的第二代半合成头孢菌素。为类白色粉末或结晶性粉末，无臭，味苦，有引湿性，易溶于水，微溶于甲醇，不溶于乙醇或氯仿。临床应用于敏感的革兰阴性菌所致的下呼吸道、泌尿系、皮肤和软组织、骨和关节、女生殖器等部位的感染，对败血症、脑膜炎也有效。头孢呋辛钠不仅用于抗感染治疗，而且在术后抗感染治疗以及手术预防感染中疗效也非常明显，具有良好的药动学和安全性，在国内外得到了广泛应用。目前头孢类抗生素药物的研究开发已是中国医药发展的重点，因此对头孢呋辛钠的合成研究具有非常重大的意义。CN201310055279.9提供一种高收率、低毒性、低成本、易工业化的头孢呋辛钠的合成方法。该技术方案为在乙醇水溶液中加入头孢呋辛钠溶解完全，在将三水乙酸钠溶液滴加至头孢呋辛钠乙醇溶解液中，经过静置、抽滤、洗涤、抽滤、干燥即得高纯度、高稳定性、高转换率的头孢呋辛钠。本发明的技术方案有如下优点：

：采用乙醇水溶液作为结晶介质

改善产品晶形，利于产品的抽滤和干燥。同时代替了毒性较大的乙腈，相对毒性小，可以明显降低对操作的健康影响，有利于生产操作。

第二：采用三水乙酸钠作为反应物质

选用较好的钠离子溶液进行结晶，改善产品晶型，提高产品的转化率，缩短生产周期，降低成本。

第三：结晶温度维持在15-18℃之间

在结晶过程中采用静置养晶的方法，使之结晶完全，提高产品收率。

第四：增加乙醇水溶液洗涤除杂

以乙醇水溶液代替现有工艺使用的异辛酸钠丙酮溶液，优化结晶后的后处理，提高产品纯度，改善了产品的颜色稳定性。

三、制备基于七氟丙烷的高效灭火剂

CN201610985376.1提供一种基于七氟丙烷的高效灭火剂，无污染，灭火快，实现火场的短时间高校灭火。技术方案为：一种基于七氟丙烷的高效灭火剂， 按照重量百分比的原料包括：七氟丙烷35~45%，干冰10~14%，磷酸二氢钠6~10%，碳酸钠8~12 %，三水乙酸钠6~10%，氯化钠8~12%，碳酰胺1~3%，水8~12%。

技术效果在于：按照上述配比将磷酸二氢钠、碳酸钠 、三水乙酸钠、氯化钠、碳酰胺、水混合搅拌得到混合体；所述的七氟丙烷加压得到液体七氟丙烷；按配比加入干冰，将上述材料混合均匀装入灭火设备得到本发明的灭火剂。通过改进灭火剂材料以及材料配比，使得灭火剂具有无污染，灭火快的优点，提高了灭火效率。

主要参考资料

[1]李金田,茅靳丰.无机水合盐三水乙酸钠作相变储热材料的研究进展[J].储能科学与技术,2018,7(05):881-887.

[2] CN201480033153.4 改进的相变组合物

[3] CN201310055279.9 一种头孢呋辛钠的合成方法

[4] CN201610985376.1 基于七氟丙烷的高效灭火剂