硫酸氢铵的合成与应用

简述

硫酸氢铵是一种化学式为NH₄HSO₄的无机化合物，常温常压下表现为白色结晶性粉末，易溶于水，几乎不溶于乙醇、丙酮和吡啶，主要用作分析试剂、有机反应催化剂。

实验研究17GPa压强下硫酸氢铵的高压拉曼光谱。实验结果表明，在压力作用下，绝大多数的拉曼谱线向高波数方向移动，并且有两个特征拉曼谱带的强度发生很大的变化(1 018和3 183cm^-1)，表明硫酸盐与铵离子正四面体的电子云密度发生重构。根据频移-压强曲线关系，得出了硫酸氢铵在6和10.5GPa附近分别存在一阶相变。根据高压下S=O伸缩振动谱带的变化规律，发现了不同相区间氢键的相反作用规律，为相关系列铁电材料压力作用下结构变化规律提供一定的研究基础[1]。

合成方法

文献报道了一种固体氯化铵和硫酸发生固-液反应得到品级高的硫酸氢铵和氯化氢气体的方法。其中，氯化铵和硫酸的摩尔比为1:0.9-1.1，硫酸浓度为93～98wt%，反应温度60～130℃，反应时间5-60min。该方法可用纯碱工业副产氯化铵与工业硫酸作为原料，生成硫酸氢铵和氯化氢气体，氯化氢被水吸收制盐酸，或进一步脱吸精制得无水氯化氢，硫酸氢铵经氨化还可以制得硫酸铵。此工艺可以缓解氯化铵或硫酸滞销带来的影响且工艺简单，条件易于控制，无废物排放，为化工领域充分利用氯化铵中的氮元素和氯元素提供了一条新的工艺路线[2]。

定量分析

废气处理技术领域公开了一种燃煤烟气中硫酸铵及硫酸氢铵的测量方法。具体方法如下：采用采集装置从烟道的燃煤烟气中收集待测样品，接着采用离子色谱法和纳氏试剂分光光度法检测待测样品中的SO₄^2-和NH₄⁺离子浓度，然后根据检测结果确定燃煤烟气中硫酸铵和硫酸氢铵的浓度。其中，所述采集装置包括加热采样枪，加热石英过滤器，恒温油浴系统和冷凝反应器，所述加热采样枪的进气端放入烟道内，所述加热采样枪，加热石英过滤器和冷凝反应器依次连接，冷凝反应器置于所述恒温油浴系统中。按照上述分析方法可以采集燃煤烟气中的硫酸铵及硫酸氢铵，并实现定量分析检测[3]。

应用

采用硫酸氢铵焙烧法可以从粉煤灰中提取氧化铝。首先，通过硫酸氢铵焙烧和去离子水浸出法提取粉煤灰中的Al和Fe；然后，加入碳酸氢铵溶液沉淀浸出液中的Al和Fe，利用氢氧化钠溶液浸出得到的氢氧化铝和氢氧化铁混合沉淀，所得铝酸钠溶液经碳酸化分解得到纯净的氢氧化铝；最后，煅烧纯净的氢氧化铝制备α-Al₂O₃产品，产品可以达到YS/T 274-1998标准的工艺指标[4]。

参考文献

[1]刘石,崔海宁,周密.硫酸氢铵高压下相变研究[J].光谱学与光谱分析, 2017, 37(4):5.DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2017)04-1016-05.

[2]吴限博,昭 张,李海成,等.用氯化铵和硫酸生产硫酸氢铵和氯化氢的方法.2008.DOI:CN101134579 A.

[3]许浩,杨桂芹,杨鑫,等.一种燃煤烟气中硫酸铵及硫酸氢铵的测量方法.CN202211292151.X.

[4]王若超,翟玉春,吴晓卫,等.硫酸氢铵焙烧粉煤灰提取氧化铝[J].中国有色金属学报(英文版), 2014, 24(005):P.1596-1603.DOI:10.1016/S1003-6326(14)63230-1.