Natrium Persulfat (Natrium Peroksidisulfat, Na₂S₂O₈, CAS: 7775‑27‑1)

Natrium persulfat digunakan terutamanya sebagai agen pengoksidaan yang kuat, pemula pempolimeran, agen pelunturan dan pengetsa logam. Ia menemui aplikasi yang luas dalam sektor kimia, elektronik, tekstil dan alam sekitar. Ia dikelaskan sebagai pepejal pengoksidaan Kelas 5.1, Kumpulan Pembungkusan III (pengoksida bahaya rendah hingga sederhana).

I. Aplikasi Terperinci

1. Industri Polimer dan Kimia (sektor penggunaan terbesar)
   1. Pemula pempolimeran emulsi: bertindak sebagai pemula radikal bebas yang larut dalam air untuk polietilena, poliakrilonitril, emulsi akrilik, emulsi stirena-akrilik dan poliakrilamida (PAM). Ia memulakan pempolimeran pada suhu ambien hingga sederhana dan digunakan dalam salutan, pelekat dan sintesis flokulan untuk rawatan air. Ia berfungsi sebagai pengganti pemula azo, tanpa meninggalkan sisa toksik.
   2. Bahan kimia medan minyak: digunakan sebagai pemecah dalam cecair pemecah, gam guar yang mengurai secara oksidatif dan gam guar hidroksipropil untuk memudahkan aliran balik cecair pemecah. Apabila digabungkan dengan pemangkinan ion ferus, ia membolehkan pemecahan pantas pada suhu rendah.
2. Industri Elektronik dan PCB (produk ketulenan tinggi gred elektronik)
   1. Agen mikro-ukiran untuk papan litar: menghasilkan permukaan kuprum yang kasar secara mikro untuk meningkatkan lekatan filem kering, topeng pateri dan lapisan bersadur elektrik. Ia mengukir kuprum dan nikel dalam proses pengukiran lembut dan, tidak seperti sistem berasaskan klorida, tidak menimbulkan risiko kakisan yang disebabkan oleh klorin.
   2. Pembersihan wafer semikonduktor: menyingkirkan bendasing organik dan bahan cemar logam daripada permukaan wafer dalam proses pembersihan kering dan basah sebagai agen pengoksida.
   3. Rawatan pra-penyaduran: nyahgris, sedikit berkarat, dan mengaktifkan keluli tahan karat dan aloi kuprum, menanggalkan kerak oksida permukaan.
3. Pemulihan Alam Sekitar (Proses Pengoksidaan Lanjutan, AOP)
   1. Pemulihan air bawah tanah dan tanah: digunakan dalam pengoksidaan kimia in-situ (ISCO). Diaktifkan oleh ferus besi, alkali atau haba, ia menghasilkan radikal sulfat yang menguraikan hidrokarbon petroleum, hidrokarbon berklorin, sebatian BTEX, antibiotik dan sisa racun perosak – digunakan secara meluas dalam pemulihan tapak yang tercemar.
   2. Rawatan air sisa: digunakan untuk pengoksidaan lanjutan bagi efluen kokas, pencelupan, bahan kimia dan larut resap tapak pelupusan sampah untuk menyingkirkan COD, warna dan bahan pencemar organik refraktori. Ia boleh digabungkan dengan penyinaran UV, ultrasound atau pengaktifan ion logam.
   3. Rawatan sisa fotografi: mengoksidakan tiosulfat dalam mengikat efluen mandian, memudahkan pemulihan ion perak.
4. Industri Tekstil dan Pewarnaan
   1. Ejen penyahpecut: menguraikan saiz kanji dan PVA untuk barangan greige kapas dan gentian sintetik.
   2. Agen peluntur: membolehkan pelunturan bulu, sutera dan linen pada suhu rendah tanpa kerosakan gentian. Juga bertindak sebagai agen pengoksida untuk menghasilkan pewarna sulfur, menggantikan natrium hipoklorit bagi mengelakkan kerosakan berkaitan klorin.
5. Kegunaan Industri dan Makmal Lain
   1. Industri bateri: berfungsi sebagai agen penyahpolarisasi dalam bateri asid plumbum untuk menghapuskan pempasifan plat.
   2. Bahan kimia halusdigunakan sebagai agen pengoksidaan dalam sintesis organik, contohnya dalam pengoksidaan Elbs untuk menukar fenol kepada hidrokuinon, dan untuk mengoksidakan Mn²⁺ dan Cr³⁺ kepada keadaan valens yang lebih tinggi (dimangkinkan oleh ion perak).
   3. Penjagaan diri dan makmal: agen pengoksida dalam formulasi perming rambut; dan sebagai pemula pempolimeran gel APS (amonium persulfat) dalam elektroforesis PAGE.
   4. Pulpa dan kertas: digunakan dalam pelunturan dan delignifikasi pulpa.

II. Konfigurasi Proses Sokongan dalam Industri Hiliran

1. Barisan Proses Pengukiran Mikro PCB

   Urutan: penyahgris → bilasan air → pengetsaan mikro (sistem natrium persulfat + asid sulfurik, 25-35°C) → bilasan arus lawan dua peringkat → peneutralan → bilasan air tenyahion.
   Peralatan sokongan: tangki etsa PP tahan kakisan, sistem dos automatik, pemantauan pH ORP dalam talian, penapisan peredaran dan unit rawatan peneutralan pengoksidaan air sisa. Natrium persulfat diisi semula secara berkala dan asid sulfurik mengekalkan keasidan untuk menyekat penguraian agen.

2. Pengoksidaan Kimia In-Situ (ISCO) untuk Tanah dan Air Tanah

   Tiga sistem pengaktifan tersedia:

   1. Pengaktifan ion ferus: natrium persulfat + ferus sulfat di bawah keadaan berasid.
   2. Pengaktifan terma: pemanasan hingga 40‑65°C melalui suntikan perigi dalam.
   3. Pengaktifan alkali: penambahan natrium hidroksida untuk meningkatkan pH melebihi 11, mencetuskan penjanaan radikal.
      Peralatan sokongan: tangki pencampuran dan pembubaran, telaga suntikan tekanan tinggi, telaga pemantauan air bawah tanah dan pemantauan ORP dalam talian.
3. Proses Pengoksidaan Air Sisa Lanjutan

   Urutan: pelarasan pH → penambahan natrium persulfat + pengaktif (Fe²⁺/UV) → tangki tindak balas pengoksidaan → penggumpalan dan pemendapan → pelepasan efluen.
   Peralatan sokongan: sistem kawalan ORP dalam talian dan unit gandingan UV‑H₂O₂.

4. Proses Pempolimeran Emulsi

   Operasi reaktor kelompok: pembersihan nitrogen untuk menyingkirkan oksigen, penambahan larutan akueus natrium persulfat pada suhu ambien, dan pemberian makanan seragam secara berperingkat. Peralatan sokongan: sistem kawalan suhu dan penyelimut gas lengai untuk mencegah penguraian pramatang yang disebabkan oleh bendasing logam.

III. Kejuruteraan Keselamatan untuk Penyimpanan, Pemindahan dan Pengodean

1. Pergudangan: stor bahan kimia berbahaya pengoksida khusus, sejuk dan berventilasi, suhu <30°C, kelembapan relatif <70%. Asingkan daripada bahan mudah terbakar, agen penurunan, asid dan alkali; lantai hendaklah anti-karat dan tidak telap air.
2. Pemindahan: pengangkutan pneumatik tekanan negatif tertutup dengan selimut nitrogen untuk mengelakkan kelembapan. Paip besi adalah dilarang; gunakan paip tahan kakisan PP, PVC atau FRP.
3. DosTangki pelarutan tertutup, elakkan logam seperti besi, kuprum dan perak; gunakan peralatan anti-karat PP/PE. Dilengkapi dengan pancuran kecemasan, stesen pencuci mata dan sistem pengudaraan paksa.
4.