浅探双甘膦催化氧化合成草甘膦工艺研究及母液中甲醛的消除

武斌　吴桂生

摘 要：近几年，我国合成草甘膦技术水平逐渐提升，已经成为世界上草甘膦出除草剂生产量最大的国家。基于此，本文将分析双甘膦催化氧化合成草甘膦工艺，并研究草甘膦母液中甲醛的消除方式，希望通过以上两方面的研究，能够提升我国双甘膦催化氧化合成草甘膦的技术水平。

关键词：双甘膦催化氧化;草甘膦;甲醛

草甘膦的俗称为农达，最早出现在1974年的美国，属于一种使用效果较高的除草剂，其在实际使用的过程中，具备使用范围广、毒性低以及除草效果好等优点，因此成为世界上销售量较高的农药之一。对双甘膦催化氧化合成草甘膦技术进行研究，对促进草甘膦生产来说具有非常重要的作用。

1 双甘膦催化氧化合成草甘膦工艺

1.1 双甘膦催化氧化草甘膦合成条件

双甘膦催化氧化草甘膦中的合成条件包括很多因素，例如反应温度、反应压力、水溶液浓度以及反应时间等，以上影响因素一旦出现误差，则会影响整个反应生成过程的有效性。因此在研究双甘膦催化氧化草甘膦合成条件的过程中，可以采用控制变量的方式，对反应终点进行严格控制。整个双甘膦催化氧化草甘膦反应中会出现一定量的副反应，副反应产生的物质，不仅会影响最终合成效率，同时还会造成环境污染，所以本次实验中的反应终点为双甘膦催化氧化草甘膦质量含量在0.5%以下。通过实验发现，双甘膦催化氧化草甘膦合成的最佳条件为以下内容：双甘膦与催化剂的比为5：1，反应时间90分钟，反应压力控制在0.5MPa，在该种条件下，双甘膦催化氧化草甘膦的转化率为90.5%，草甘膦的选择性为91%[1]。

1.2 双甘膦催化氧化草甘膦催化剂性能提升

催化剂能够起到提升双甘膦催化氧化草甘膦合成效率、提高双甘膦催化氧化草甘膦转化率和选择性的作用，提升催化剂性能，对整个生产活动来说具有非常重要的意义。当反应温度为700摄氏度，时间为4小时的条件下，双甘膦催化氧化草甘膦的选择性最高，转化率在94.5%左右，选择性在94%左右。将活性炭催化剂中加入数量为2%的氮源，整个双甘膦催化氧化草甘膦反映过程在70分钟之后结束，双甘膦催化氧化草甘膦的转化率为100%，该条件下甘草磷的选择性为95.8%。与没加入氮源之前的94%相比，得到了明显提升。改良完成之后的催化剂，即使多次使用，整个催化剂依据具备较强的活性，因此这一催化剂改性方式具备非常高的应用价值。

1.3 双甘膦催化氧化草甘膦合成反应机理

双甘膦催化氧化草甘膦的整个反应过程较为复杂，在实际反应中存在较多的副反应，反应过程中产生的二氧化碳可以持续排出，但是甲醛由于可以与溶液反应，因此不能自主排除，必须对其进行有效控制。否则甲醛一旦与草甘膦继续反应，则会降低最终双甘膦催化氧化草甘膦的合成效率。因此甲醛和反应终点是整个反应过程中需要注意的重点问题。双甘膦催化氧化草甘膦合成过程如下：

（OH）2P（O）N（CH2COOH）2-（HO）2P（O）CH2NHCH2 COOH+CO2+HCHO

该反应可以大致分为两个部分，第一部分为断链反应，第二部分为断链与水中OH相互结合的过程，最终生成草甘膦。

2 草甘膦母液中甲醛的消除方式

2.1 甘草磷甲醛消除机理

双甘膦催化氧化草甘膦合成实验中存在副反应，副反应能够生成甲醛，甲醛可以与草甘膦溶液相互融合，為了保证双甘膦催化氧化草甘膦合成质量，就需要对其中的甲醛进行消除。在此过程中，二价铁和H2O2反应能够形成Fenton实际，二价铁能够起到催化的作用，H2O2起到氧化作用，二者能够针对双甘膦催化氧化草甘膦反应中生成的有机化合物进行讲解。这也是甲醛消除的主要反应机理，该种方式在实际应用的过程中具有清除效率高、方便、快捷等优点，能够有效去除双甘膦催化氧化草甘膦母液中的甲醛。

2.2 甲醛消除方法

甲醛去除采用的方法主要为电化学Fenton法，最终甲醛的去除过程受到时间、溶液酸碱度以及电流密度等条件的影响，消除过程中需要将反应时间控制在2小时左右，电流密度0.9A，电解质含量0.5%，pH值为3，两极板之间的距离为2cm，在该种条件下，甲醛的去除效率最高，为82%左右。在电化学Fenton法中，二价铁与H2O2能够形成芬顿试剂，提升整个反应过程中的氧化性，并将其转化为羟基自由基，该种物质具备较强的甲醛去除功能，因此能够高效除去甲醛。另外，甲醛去除反应过程最好在酸性的条件下进行，这一环境能够提升羟基自由基的反应效率，促进整个甲醛去除实验的反应速度。

双甘膦催化氧化合成草甘膦工艺在实际实施中，需要在原有反应条件的基础上，对其不断完善和优化，提升双甘膦催化氧化合成草甘膦效率，确定各个反应过程中的影响因素，这种方式能够针对每个反应过程进行有效控制[2]。

3 结论

综上所述，双甘膦催化氧化合成草甘膦工艺能够提升甘草磷的生产效率，在此过程中，通过确定双甘膦催化氧化合成草甘膦条件、去除母液甲醛等方式，能够实现对整个双甘膦催化氧化合成草甘膦过程的优化，最终达到提升甘草磷生产效率，降低生产成本的目的。

参考文献：

[1]黄艳芳，刘志军，刘金红.活性炭催化氧化双甘膦合成草甘膦工艺研究进展[J].农药，2017.