如何生产焦磷酸铜？

焦磷酸铜是一种重要的化学品，广泛应用于化学合成、材料等领域。本文将介绍生产焦磷酸铜的过程和工艺。

简述：焦磷酸铜，分子式为Cu2P2O7，分子量为301.03，是浅绿色粉末，不溶于水，易溶于酸。焦磷酸铜主要用于无氰电镀，是供给镀液铜含量的主要原料，在镀 液中与其它焦磷酸盐作用，可使镀层致密光亮。焦磷酸铜也可形成可溶性配位化合物(配合物)，对金属离子具有较强的配合能力，因此可用作金属离子封闭剂。

1. 生产工艺：
硝酸铜与焦磷酸钠反应制备焦磷酸铜。具体如下：

1.1 反应式

1.2 工艺过程

（1）生产硝酸铜溶液

以工业硝酸配制成35％硝酸使用，把电解铜放入铜溶解槽，加入一定量的水，加热至60℃左右，滴加硝酸反应，大部分硝酸气体通过冷却系统冷却回收稀酸。化料至一定比重，停止加酸，通入蒸汽加热赶走氮氧化物，至无黄烟为止，pH3～4，稀释至比重1.2g／ml，过滤备用。

（2）精制焦磷酸钠

把市购低砷级焦磷酸钠投入到溶解槽，加入蒸馏水并加热溶解，配制成密度为1.2g／ml左右的溶液，加热至80～90℃，加入活性炭脱色，过滤去杂，待用。

（3）复分解反应

在反应器中加入一定量的底水，加热至60℃，开动搅拌，按一定的比例同时缓慢加入上述硝酸铜溶液和焦磷酸钠溶液，保持反应温度在60℃左右，随着反应的不断进行，逐渐产生灰蓝色或浅绿色沉淀，待反应终点时，调节pH5.0～5.5，焦磷酸铜产品迅速沉淀。

（4）洗涤分离

待沉淀完全后，放入离心机分离母液，用去离子水反复洗涤物料数次，分析至无钠离子和硝酸根离子存在为止。

（5）真空干燥

把焦磷酸铜半成品投入双锥真空干燥器，打开真空和蒸汽，控制蒸汽压力0.08～0.12MPa，干燥产品直至合格。

（6）副产品回收

母液及洗液经蒸发浓缩得硝酸钠副产品。

2. 应用举例：

2.1 催化分解水产氢

催化分解水产氢性能研究。覃彪等人以焦磷酸铜为初始催化剂、荧光素为光敏剂、三乙醇胺为牺牲剂，建立可见光照射下焦磷酸铜光催化分解水产氢体系。通过单因素试验和正交试验探究了不同的光敏剂用量、催化剂用量、牺牲剂用量等因素对焦磷酸铜光催化分解水产氢性能的影响。用气相色谱仪对其产氢量进行测定，结果表明在使用10 mg荧光素、2 mg焦磷酸铜、0.5 mL的三乙醇胺的实验条件下，焦磷酸铜的光催化分解水体系在反应20 h能产氢6.86 mL。以焦磷酸铜为催化剂建立光催化分解水产氢体系，实验操作简单，成本相对较低，稳定性较高。

2.2 催化氧化环己烷

宋华等人采用沉淀法制备了磷酸铜、焦磷酸铜和三聚磷酸铜催化剂。以环己烷氧化为探针反应，过氧化氢为氧化剂，考察了催化剂、溶剂、氧化剂、反应温度以及反应时间对氧化效果的影响。结果表明，非均相焦磷酸铜催化剂的催化活性最高，在乙腈用量10 mL，环己烷用量8 mmol，焦磷酸铜用量0.03 g，w(H2O2)=30%的双氧水用量3.0 mL，反应温度65℃的条件下，反应10 h后，环己烷的转化率为54.1%，环己醇和环己酮(简称醇酮，以下同)的收率分别为21.3%和32.8%。

参考文献：
[1]覃彪,张影,唐承性. 焦磷酸铜光催化分解水产氢性能研究 [J]. 化学试剂, 2023, 45 (09): 105-109. DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2023.0164.

[2]雷露,王永生. 高纯焦磷酸铜产品的研制 [J]. 内蒙古石油化工, 2013, 39 (09): 9-10.

[3]宋华,穆金城,仇念海. 焦磷酸铜催化氧化环己烷 [J]. 精细化工, 2011, 28 (01): 81-84+96. DOI:10.13550/j.jxhg.2011.01.008.