联氨的基本信息与应用进展

罗莉 赵芳 李旭 葛静静 魏法山

摘 要：联氨又称肼，可用来去锅炉用水和冷却水加热系统中的氧，以减少腐蚀；也可做植物生长调节剂和药品毒性研究等。

本文对联氨的信息进行基本归类，并探讨其应用进展。

关键词：联氨；应用进展；方法

联氨又称肼，分子式是H4N2，分子量为32.04，性状：无色油状发烟液体，有吸湿性，有氨的臭味。联氨作为一种化工原料，得到了广泛的应用，这主要是因为联氨能够产生很高的燃烧热，经常被应用于火箭的燃料中和燃料电池之中。联氨还具有强还原的特点，可以用来去除锅水和热水加热系统中的氧，减少氧化产生的腐蚀。联氨在我们日常生活中的应用广泛，除此之外，在塑料发泡剂、各种聚合物、聚合物交联剂和链延长剂等等中也有应用，甚至农药、除草剂、植物生长调节剂和药品中都有应用到联氨这种化工原料。

1 联氨的合成方法

随着科技的不断发展，联氨的合成方法现在已经很多，本文主要介绍四种常用的联氨合成方法：拉希法、脱水剂法、萃取脱水法和尿素法。

1.1 拉希法

目前工业生产中广泛应用的联氨的合成方法就是拉希法。拉希法是1981年由法国于吉纳—库尔曼公司研究出来的，这是一种通过亚胺过氧化氢氧化来合成联氨的方法，在工业生产中很有发展前景。拉希法具体来说，就是将原料氨和原料次氯酸钠按照1：3的比例导入反应器中，让这两种原料在反应器中反应产生氯胺，产生的氯胺和无水氨在反应器中继续反应，通过氯化和胺化使其發生反应，产生联氨。这种应用于工业生产的联氨合成方法成本较低，以尿素作为原料和高锰酸钾进行反应，就可以通过氯化和胺化产生联氨。

1.2 脱水剂法

将烧碱和50%～54%的水合肼（质量比为10：8）混合，逐渐通入氮气以除空气，加热至碱液温度近118℃，待烧碱完全溶解后，冷却到60℃左右，进行真空蒸馏至蒸馏液含肼量90%～94%，再经分馏、除去水分后，冷凝，制得98%～99.5%的无水肼。

1.3 萃取脱水法

将水合肼溶液分馏蒸出水，直至水、肼达共沸（68%肼），将溶液二次分馏，加入苯胺以改变其沸点，将苯胺和水蒸出，从水中冷凝回收的苯胺可返回循环使用，二次分馏液再经三次分馏，制得无水肼。

1.4 尿素法

尿素法也是一种常用的合成联氨的方法，这种方法首先要将次氯酸钠和氢氧化钠按照一定的比例配成溶液，将尿素和少量的高锰酸钾混合成溶液，其次是将这两种溶液混合在一起，在混合的过程中要注意搅拌，保证两种溶液混合均匀，第三步将混合而成的溶液通过蒸汽加热，温度需要达到103～104℃，让溶液进行氧化反应，最后对反应液进行蒸馏、分馏、真空浓缩等操作，得到40%的联氨，利用烧碱脱水减压蒸馏的方法得到80%的联氨。

2 联氨的毒理学性状

联氨的用途十分广泛，在医药、农药、火箭燃料、锅炉除氧等方面都有应用，是一种非常重要的化工合成产品，因此，我们必须认识到联氨的毒理学性状。

2.1 急性毒性

根据研究显示，联氨具有急性毒性，小鼠口服LD50为59mg/kg，静脉注射LD50为57mg/kg，LD50为毒理学中的半数致死量，也就是能杀死一半试验总体的有害物质、有毒物质或游离辐射的剂量。

2.2 刺激性

无论是气态的联氨还是液态的联氨，都具有刺激性，会给人们的皮肤或粘膜造成影响，很容易使人身体产生过敏反应，给人们的生命健康造成威胁。联氨被大量的应用于锅炉除氧剂之中，经过高温蒸汽，联氨蒸汽会产生极其刺激的气味，给人们的呼吸道系统造成腐蚀和刺激的作用。联氨通过人类的呼吸进入到肺部之后，还会破坏人体血液的运氧功能，如果人在短时间内吸入大量的联氨，会出现流泪、咽痛、头晕、胸闷的反应，甚至可能引起肺气肿，造成人体机能的大幅度下降，给人的身体健康造成十分恶劣的影响。

2.3 亚急性与慢性毒性

除了具有急性毒性，会在短时间内对人体造成影响之外，联氨还具有亚急性和慢性毒性，如果人们长时间的吸入联氨或者接触联氨，会造成人体肺部、肝部、肾脏等多种内脏器官的损害，还会产生贫血、白细胞增加、体重下降的不良反应。

2.4 致癌性

致癌是一个非常复杂的问题，癌症直到今天来说，还是医学领域的难题之一，人类锁环的大多数癌症都有外部的原因或者至少是收到外部因素的影响所引起的，但是如何判定一种物质致癌的剂量，这是十分困难的，因为对于癌症来说，即使所接触到的剂量很小，也会对人体细胞产生非常严重的损伤，这种物质也就是致癌介质。根据研究资料中显示，在人类对于鼠类动物的关于联氨致癌的实验显示，联氨是一种具有非常轻微致癌作用的化工产品。

3 联氨的检测方法

3.1 国标法

使用国标法来检测联氨，主要应用于锅炉用水和冷却水中联氨的检测，这种方法是在酸性的条件下进行检测，联氨由于其化学特征，在酸性条件下与对二甲基苯甲醛发生反应时，会产生黄色的偶氮化合物。根据朗伯—比尔定律，偶氮化合物和联氨含量成一定的比例，根据这个比例可以测算出测定范围内的联氨含量。使用国标法来检测联氨时还要注意，偶氮化合物的最大吸收波长为454nm，但是测定的锅炉用水或者冷却水如果比较浑浊，会对联氨的测定造成一定的干扰。

3.2 对二甲基苯甲醛法

对二甲基苯甲醛法测定联氨，主要用于测定水蒸气中的联氨含量，这种测定方法和国标法类似，都是在酸性条件下让联氨与对二甲基苯甲醛产生反应，不过对二甲基苯甲醛法是在酸性溶液中进行反应，这种情况下产生的偶氮化合物的最发吸收波长为4555nm。

3.3 联氨分析仪检测

利用联氨分析仪进行联氨检测，是一种非常方便的联氨检测方法。联氨分析仪检测的工作原理也是在酸性的环境下，让联氨和对二甲基苯甲醛发生反应，产生偶氮化合物，然后根据偶氮化合物的最大吸收波长，利用光电比色法来测定联氨的含量。

4 联氨的应用

2012年某超临界机组采用“热炉放水余热烘干”或“成膜胺”停炉保护方法不能有效控制锅炉停用腐蚀之后，提出了一种全新的锅炉保护方法——氨水、联氨钝化烘干+真空干燥法。这种全新的方法对于锅炉的保护作用十分明显，在之后对锅炉进行的检测中发现，锅炉中已经没有了积水和二次浮锈，抗氧化的作用非常明显。

采用失重法、电化学法及表面分析方法， 2013年研究了A106B碳钢、B10铜镍合金等冷冻水系统材质在Li0H/联氨介质体系中的腐蚀特性。结果表明，以LiOH为碱化剂调节冷冻水pH至10以上，輔以联氨除氧，可保证上述材质的腐蚀速率达标，同时金属表面未见有点蚀等局部腐蚀现象存在。LiOH/联氨联合处理法用于核电厂冷冻水系统防腐具有可行性。

2014年Inconel690在联氨溶液中的磨损行为，在控制法向载荷分别为20、50和80 N，位移幅值分别为80、150和200μm的两种不同环境下，以Si3N4陶瓷球/Inconel690平面接触的方式，在PLINT高温微动试验机上进行微动腐蚀试验，循环次数为2×104。结果表明：在滑移区，当载荷、位移幅值一定时，相同温度联氨溶液中的稳态摩擦因数比其在蒸馏水中高；稳态摩擦因数随溶液的温度增加而增加；磨损体积随溶液温度增加而增加。Inconel 690在联氨溶液摩擦过程中，位移幅值、荷载和温度都会对磨损体积产生十分明显的影响。温度的增加即降低溶液的溶解氧又促进联胺与溶解氧的吸收反应，起到降低氧化腐蚀的作用。在蒸馏水中Inconel 690合金材料的磨损机制主要为磨粒磨损和剥层，而在联氨溶液中其磨损机制主要为裂纹伴随磨粒磨损和剥层。

参考文献：

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[3]李成涛，程学群，董超芳，李晓刚.Cl～-对690合金腐蚀电化学行为的影响[J].北京科技大学学报，2011（04）：85.

[4]朱志平，赵永福，周瑜，郭小翠，邓奕鹏.690合金在ETA和AVT水工况下的电化学特性[J].腐蚀科学与防护技术，2012（04）：95.