一種低凝固點(diǎn)堿性過氧化氫溶液配方及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是配方配制領(lǐng)域，尤其是一種低凝固點(diǎn)堿性過氧化氫溶液配方及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨化學(xué)氧碘激光器運(yùn)行時(shí)間的延長，激光器主燃料堿性過氧化氫溶液溫度不斷升高，主氣流水汽含量增大，而水汽在COIL的光腔中會使碘分子解離速度下降，并使Γ發(fā)生嚴(yán)重的氣相猝滅，導(dǎo)致出光效率降低，甚至不能出光。解決長時(shí)間出光過程中水汽含量增加的問題，成為提高長時(shí)間出光功率穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。
[0003]目前氧碘化學(xué)激光器運(yùn)行所需燃料堿性過氧化氫溶液是由過氧化氫溶液和氫氧化鉀溶液按照體積比1:1的比例低溫配制而成。其中過氧化氫溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%，工業(yè)級。氫氧化鉀溶液是由質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于95%的工業(yè)級原料與去離子水按照質(zhì)量比1:1的比例混合配制而成。依照目前堿性過氧化氫溶液的配比，溶液的凝固點(diǎn)-20°C ±2°C，為了防止局部過冷造成冰晶出現(xiàn)，從而引起射流板堵塞，運(yùn)行初始溶液溫度設(shè)定為_15°C，以出光60s計(jì)，溶液的平均溫度會達(dá)到-4.50C，溫升導(dǎo)致主氣流的水汽含量可高達(dá)到4%左右，激光器化學(xué)效率下降，無法滿足長時(shí)間出光要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的，就是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種低凝固點(diǎn)堿性過氧化氫溶液配方及其制備方法的技術(shù)方案，該方案提供了凝固點(diǎn)低于_25°C的BHP溶液的配方及其制備方法，能夠解決激光器長時(shí)間運(yùn)行過程中的熱管理問題，降低長時(shí)間出光過程中水汽含量，保證激光器長時(shí)間連續(xù)、穩(wěn)定出光，縮短出光發(fā)次間準(zhǔn)備時(shí)間，實(shí)現(xiàn)激光器連發(fā)次運(yùn)行。
[0005]本方案是通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)的:
一種低凝固點(diǎn)堿性過氧化氫溶液配方，按重量份計(jì)包括有以下組分:
氫氧化鉀:27.0?35.0份過氧化氫:18.5?24.0份水:41.0?54.5份
作為本方案的優(yōu)選:組分中水的重量份優(yōu)選為28?31份。
[0006]作為本方案的優(yōu)選:組分中過氧化氫的重量份優(yōu)選為20?22份。
[0007]作為本方案的優(yōu)選:組分中的水為去離子水，電阻率大于5ΜΩ.cmo
[0008]5.一種低凝固點(diǎn)堿性過氧化氫溶液的制備方法，包括有以下步驟:
a.檢測氫氧化鉀固體原料組分含量，檢測過氧化氫溶液組分含量；
b.按照配方中各組分的重量比，計(jì)算所需要?dú)溲趸浫芤旱馁|(zhì)量；
c.按照上述重量比，計(jì)算所需要?dú)溲趸浌腆w原料的質(zhì)量、水的質(zhì)量和過氧化氫溶液的質(zhì)量； d.按照計(jì)算結(jié)果，將定量的工業(yè)級固體氫氧化鉀加入定量的水中，溶解過程攪拌降溫，配制氫氧化鉀溶液，配制好的溶液降溫至室溫；
e.配制溶液前2小時(shí)，根據(jù)過氧化氫溶液出廠要求向過氧化氫溶液中添加堿性穩(wěn)定劑，堿性穩(wěn)定劑由廠家提供，靜置；
f.按照計(jì)算結(jié)果，將定量的過氧化氫溶液加入配制存儲容器中，通過外加冷卻設(shè)備將溶液冷卻降溫，該過程在真空條件下完成；保持真空條件，待過氧化氫溶液溫度降至-10°c以下時(shí)，將配制好的常溫氫氧化鉀溶液加入至過氧化氫溶液中，配制過程中，溶液溫度控制在-5°C?-20°c之間。
[0009]作為本方案的優(yōu)選:氫氧化鉀為工業(yè)級，氫氧化鉀含量大于85%，最優(yōu)選的質(zhì)量含量大于90%。
[0010]作為本方案的優(yōu)選:過氧化氫溶液為工業(yè)級，過氧化氫含量為49%?55%。最優(yōu)選的質(zhì)量含量為50%?52%。
[0011]本方案的有益效果可根據(jù)對上述方案的敘述得知，基于KOH-H2O2- H2O溶液體系凝固點(diǎn)溫度受KOH含量影響較大的理論研宄結(jié)果，在保證BHP溶液中有效組分(02H_)含量滿足要求的基礎(chǔ)上，通過增加氫氧化鉀濃度降低溶液凝固點(diǎn)；通過預(yù)先配制氫氧化鉀溶液，將氫氧化鉀溶液和過氧化氫溶液混合配制BHP溶液的配制步驟，實(shí)現(xiàn)高氫氧化鉀含量的BHP溶液配制；通過配制過程中的真空條件控制，避免對空氣中CO2的吸收，提高溶液穩(wěn)定性；通過配制過程中溶液的低溫控制，提高溶液穩(wěn)定性及操作安全性。
[0012]采用本發(fā)明配方配制的堿性過氧化氫溶液，凝固點(diǎn)低于_25°C，有利于解決激光器長時(shí)間運(yùn)行過程中的熱管理問題，降低長時(shí)間出光過程中水汽含量，實(shí)現(xiàn)激光器長時(shí)間連續(xù)、穩(wěn)定出光，縮短出光發(fā)次間準(zhǔn)備時(shí)間，實(shí)現(xiàn)激光器連發(fā)次運(yùn)行。由此可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著地進(jìn)步，其實(shí)施的有益效果也是顯而易見的。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0014]本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
[0015]下面通過實(shí)施例和對比例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0016]實(shí)施例1
采用工業(yè)級氫氧化鉀固體原料配制堿性過氧化氫溶液，檢測氫氧化鉀質(zhì)量百分含量為95.6%，采用工業(yè)級過氧化氫溶液配制堿性過氧化氫溶液，過氧化氫質(zhì)量百分含量51.2%，采用去離子水(電阻率5ΜΩ.cm)配制堿性過氧化氫溶液。
[0017]原料用量:工業(yè)級氫氧化鉀固體原料110kg，去離子水100kg，過氧化氫溶液150L。
[0018]配制溶液前2小時(shí)，根據(jù)過氧化氫溶液出廠要求向過氧化氫溶液中添加堿性穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑廠家提供，靜置；
將IlOkg工業(yè)級固體氫氧化鉀加入定量的水中，溶解過程攪拌降溫，配制氫氧化鉀溶液，配制好的溶液降溫至室溫； 將150L過氧化氫溶液加入配制存儲容器中，通過外加冷卻設(shè)備將溶液冷卻降溫，該過程在真空條件下完成；
保持真空條件，待過氧化氫溶液溫度降至-10°C以下時(shí)，將配制好的常溫氫氧化鉀溶液加入至過氧化氫溶液中，控制氫氧化鉀溶液添加速度，配制過程中，溶液溫度控制在-10°C?-16°c之間。
[0019]檢測配制的堿性過氧化氫溶液，氫氧化鉀組分質(zhì)量含量為31.4%，過氧化氫組分質(zhì)量含量為19.1%，溶液凝固點(diǎn)_34°C。
[0020]實(shí)施例2
與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于原料用量:工業(yè)級氫氧化鉀固體原料110kg，去離子水100kg，過氧化氫溶液170L。
[0021 ] 檢測配制的堿性過氧化氫溶液，氫氧化鉀組分質(zhì)量含量為29.7%，過氧化氫組分質(zhì)量含量為20.5%，溶液凝固點(diǎn)-30 °C。
[0022]實(shí)施例3
與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于原料用量:工業(yè)級氫氧化鉀固體原料100kg，去離子水100kg，過氧化氫溶液180L。
[0023]檢測配制的堿性過氧化氫溶液，氫氧化鉀組分質(zhì)量含量為27.1%，過氧化氫組分質(zhì)量含量為22.1%，溶液凝固點(diǎn)-26 V。
[0024]實(shí)施例4
與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于采用工業(yè)級氫氧化鉀固體原料配制堿性過氧化氫溶液，檢測氫氧化鉀質(zhì)量百分含量為98.1%，采用工業(yè)級過氧化氫溶液配制堿性過氧化氫溶液，過氧化氫質(zhì)量百分含量52.1%
原料用量:工業(yè)級氫氧化鉀固體原料110kg，去離子水100kg，過氧化氫溶液150L。
[0025]檢測配制的堿性過氧化氫溶液，氫氧化鉀組分質(zhì)量含量為32.2%，過氧化氫組分質(zhì)量含量為19.4%，溶液凝固點(diǎn)-35°C。
[0026]實(shí)施例5
與實(shí)施例4基本相同，不同之處在于原料用量:工業(yè)級氫氧化鉀固體原料120kg，去離子水100kg，過氧化氫溶液150L。
[0027]檢測配制的堿性過氧化氫溶液，氫氧化鉀組分質(zhì)量含量為34.2%，過氧化氫組分質(zhì)量含量為18.7%，溶液凝固點(diǎn)-38°C。
[0028]實(shí)施例6
與實(shí)施例4基本相同，不同之處在于原料用量:工業(yè)級氫氧化鉀固體原料120kg，去離子水100kg，過氧化氫溶液210L。
[0029]檢測配制的堿性過氧化氫溶液，氫氧化鉀組分質(zhì)量含量為29.8%，過氧化氫組分質(zhì)量含量為23.2%，溶液凝固點(diǎn)-30 °C。
[0030]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低凝固點(diǎn)堿性過氧化氫溶液配方，其特征是:按重量份計(jì)包括有以下組分: 氫氧化鉀:27.0?35.0份 過氧化氫:18.5?24.0份水:41.0 ?54.5 份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低凝固點(diǎn)堿性過氧化氫溶液配方，其特征是:所述組分中水的重量份優(yōu)選為28?31份。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低凝固點(diǎn)堿性過氧化氫溶液配方，其特征是:所述組分中過氧化氫的重量份優(yōu)選為20?22份。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低凝固點(diǎn)堿性過氧化氫溶液配方，其特征是:所述組分中的水為去離子水，電阻率大于5ΜΩ.cm。5.一種低凝固點(diǎn)堿性過氧化氫溶液的制備方法，其特征是:包括有以下步驟: a.檢測氫氧化鉀固體原料組分含量，檢測過氧化氫溶液組分含量； b.按照配方中各組分的重量比，計(jì)算所需要?dú)溲趸浫芤旱馁|(zhì)量； c.按照配方中各組分的重量比，計(jì)算所需要?dú)溲趸浌腆w原料的質(zhì)量、水的質(zhì)量和過氧化氫溶液的質(zhì)量； d.按照計(jì)算結(jié)果，將定量的工業(yè)級固體氫氧化鉀加入定量的水中，溶解過程攪拌降溫，配制氫氧化鉀溶液，配制好的溶液降溫至室溫； e.配制溶液前2小時(shí)，根據(jù)過氧化氫溶液出廠要求向過氧化氫溶液中添加堿性穩(wěn)定劑，靜置； f.按照計(jì)算結(jié)果，將定量的過氧化氫溶液加入配制存儲容器中，通過外加冷卻設(shè)備將溶液冷卻降溫，該過程在真空條件下完成；保持真空條件，待過氧化氫溶液溫度降至-1o°c以下時(shí)，將配制好的常溫氫氧化鉀溶液加入至過氧化氫溶液中，配制過程中，溶液溫度控制在-5°C?-20°C之間。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種低凝固點(diǎn)堿性過氧化氫溶液的制備方法，其特征是:所述氫氧化鉀為工業(yè)級，氫氧化鉀含量大于85%。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種低凝固點(diǎn)堿性過氧化氫溶液的制備方法，其特征是:所述過氧化氫溶液為工業(yè)級，過氧化氫含量為49%?55%。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種低凝固點(diǎn)堿性過氧化氫溶液配方及其制備方法的技術(shù)方案，該方案在過氧化氫溶液中加入氫氧化鉀，能夠使溶液凝固點(diǎn)低于-25℃，能夠解決激光器長時(shí)間運(yùn)行過程中的熱管理問題，降低長時(shí)間出光過程中水汽含量，保證激光器長時(shí)間連續(xù)、穩(wěn)定出光，縮短出光發(fā)次間準(zhǔn)備時(shí)間，實(shí)現(xiàn)激光器連發(fā)次運(yùn)行。
【IPC分類】H01S3/20
【公開號】CN104934848
【申請?zhí)枴緾N201510271352
【發(fā)明人】張衛(wèi), 柳麗卿, 劉軍, 蔡光明, 王永振, 宋影松, 謝秀芳, 李春領(lǐng), 金晶
【申請人】中國工程物理研究院應(yīng)用電子學(xué)研究所
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月26日