氯酸的制备及应用

背景及概述^[1][2]

氯酸化学式HClO₃，氯的含氧酸，其中氯为正五价。仅存在于溶液中，其溶液为浅黄色，有刺激性气味，比重1.282，不稳定，加热至40℃即分解并发生爆炸，低压蒸浓则分解，放出氯和氧并形成高氯酸，具强氧化性和酸性，与有机物接触发生爆炸性反应。由氯酸钡和稀硫酸反应，滤去硫酸钡沉淀后即得。主要用作强氧化剂。氯酸盐是植物必需微量元素氯在环境中的存在形式之一，但氯酸根离子强氧化性却对植物生长具有明显的毒害效应。研究表明，除苔藓外，氯酸钠对绿色植物生长有3～6个月的持续毒害作用，其毒性不但对牵牛花、加拿大蓟和詹森草等草本植物具有良好的控制效果，而且对棉花、玉黍蜀、亚麻和大豆等农作物具有脱叶功能，因此，氯酸钠在上个世纪曾被作为非选择性除草剂、脱叶剂甚至土壤杀菌剂在农业上大量施用。

制备^[1]

氯酸水溶液在真空中可浓缩到质量百分浓度为40%，加热到40℃时即分解爆炸：

从酸的解离度来看，氯酸是强酸，它的解离近似硝酸和盐酸。当将稀的氯酸溶液剧烈冷却时，它将变得粘稠但不结晶。

氯酸制备方法是：将氯酸铵溶于沸水中，把一定量的硫酸和水的混合物缓慢加入，于真空干燥器中浓缩，可制得40%的氯酸溶液，其组成相当于HClO₃·7H₂O，也可用阳离子交换树酯法制得。

应用^[2]

氯酸可用作氧化剂、亚硫酸聚合的催化剂。如用于制取纳米氧化铜。在过度态金属氧化物中，铜氧化物以其重要的性质和用途备受关注。而纳米氧化铜的粒径尺寸介于微观粒子和宏观区域间，由于表面效应、小尺寸效应、体积效应和宏观量子隧道效应等，作为催化剂时具有极高的催化活性，在磁性、光吸收、化学活性、热阻、熔点、溶解度等方面也表现出特殊的物理和化学性质。因此，纳米氧化铜的制备和应用引起了人们的广泛关注。具体制备方法是将铜废料浸于氯酸溶液中，取其澄清氯化铜CuCl2上层液；将氯化铜CuCl2溶液含铜量调节控制在0.5wt%-10wt%，并将氯化铜CuCl2溶液酸碱值控制在pH=0-2；将上述步骤得到的氯化铜CuCl2溶液置于含有氢氧化钠NaOH反应液的反应槽中，调节氢氧化钠NaOH的pH值，使终反应pH值为9-12，反应槽中温度控制在60-90℃，反应槽中搅拌时间0.5-2小时；将上述步骤得到的黑色沉淀物，过滤并水洗，去除反应物中的钠Na和氯Cl，得到黑色纳米级氧化铜。所述方法简单有效、成本低、污染少、纯度高。

主要参考资料

[1] 化学词典

[2] CN201310409418.3一种由铜废料制取纳米氧化铜的方法