草酸遍布于自然界,常以草酸盐形式存在于植物如伏牛花、羊蹄草、酢浆草和酸模草的细胞膜,几乎所有的植物都含有草酸钙。草酸是植物特别是草本植物常具有的成分,多以钾盐或钙盐的形式存在。秋海棠、芭蕉中以游离酸的形式存在。
草酸是一种有机物,化学式为H₂C₂O₄,是生物体的一种代谢产物,二元弱酸,广泛分布于植物、动物和真菌体中,并在不同的生命体中发挥不同的功能。研究发现百多种植物富含草酸,尤以菠菜、苋菜、甜菜、马齿苋、芋头、甘薯和大黄等植物中含量最高,由于草酸可降低矿质元素的生物利用率,在人体中容易与钙离子形成草酸钙导致肾结石,所以草酸往往被认为是一种矿质元素吸收利用的拮抗物。其酸酐为三氧化二碳。
草酸遍布于自然界,常以草酸盐形式存在于植物如伏牛花、羊蹄草、酢浆草和酸模草的细胞膜,几乎所有的植物都含有草酸钙。草酸是植物特别是草本植物常具有的成分,多以钾盐或钙盐的形式存在。秋海棠、芭蕉中以游离酸的形式存在。
草酸在人体内不容易被氧化分解掉,经代谢作用后形成的产物,属于酸性物质,可导致人体内酸碱度失去平衡,吃得过多还会中毒。而且草酸在人体内如果遇上钙和锌便生成草酸钙和草酸锌,不易吸收而排出体外,影响钙与锌的吸收。
根据中研普华产业研究院发布的《2021-2026年中国草酸磷行业深度调研与发展趋势预测研究报告》显示:
草酸无色单斜片状或棱柱体结晶或白色粉末,氧化法草酸无气味,合成法草酸有味。150~160 ℃升华。在高热干燥空气中能风化。1g溶于7mL水、2mL沸水、2.5mL乙醇、1.8mL沸乙醇、100mL乙醚、5.5mL甘油,不溶于苯、氯仿和石油醚。0.1mol/L溶液的pH为1.3。相对密度(水=1)1.653。熔点189.5 ℃。低毒,半数致死量(兔,经皮)2000 mg/kg。
草酸根有很强的配合作用,是植物源食品中另一类金属螯合剂。当草酸与一些碱土金属元素结合时,其溶解性大大降低,如草酸钙几乎不溶于水。因此草酸的存在对必须矿物质的生物有效性有很大影响;当草酸与一些过渡性金属元素结合时,由于草酸的配合作用,形成了可溶性的配合物,其溶解性大大增加,草酸在100℃开始升华,125℃时迅速升华,157℃时大量升华,并开始分解。
草酸行业市场发展现状分析
草酸行业的发展与下游行业息息相关,下游行业的持续发展将直接促进草酸的发展。据统计,制药、稀土和精细化工是草酸行业的主要应用领域,应用占比分别为27%、26%、与21%。
发展中国家和地区中,中国、韩国、中国台湾、印度、巴西等均兴建有草酸生产线,但除中国以外的其他国家和地区因资源、地理位置等原因,草酸生产规模较小。近年来我国草酸出口量不断增长,截至2020年我国出口草酸117045吨,同比增长24.8%;进口数量为91吨,同比下降33.6%。
可与碱反应,可以发生酯化、酰卤化、酰胺化反应。也可以发生还原反应,受热发生脱羧反应。无水草酸有吸湿性。草酸能与许多金属形成溶于水的络合物。
数据显示,2019年1-12月中国草酸进口数量为137吨,同比下降29.8%;2019年1-12月中国草酸进口金额为98万美元,同比下降5.6%。2019年1-12月中国草酸出口数量为93800吨,同比增长5.2%;2019年1-12月中国草酸出口金额为6444万美元,同比增长8.8%。
截至2020年我国草酸进口金额为105万美元,同比增长7.1%;出口金额为7145万美元,同比增长10.9%。草酸工业化生产方法主要有:甲酸钠法、氧化法、羰基合成法、乙二醇氧化法、丙烯氧化法、一氧化碳偶联法。
草酸行业的实际应用分析
草酸在分析中用以检定和测定铍、钙、铬、金、锰、锶、钍等金属离子。显微微晶分析检验钠和其他元素。沉淀钙、镁、钍和稀土元素。校准高锰酸钾和硫酸铈溶液的标准溶液。漂白剂。助染剂。也可用来除去衣服上的铁锈建筑行业在涂刷外墙涂料前、由于墙面碱性较强应先涂刷草酸除碱。
医药工业用于制造金霉素、土霉素、四环素、链霉素、冰片、维生素B12、苯巴比妥等药物。印染工业用作显色助染剂、漂白剂、医药中间体。塑料工业用于生产聚氯乙烯、氨基塑料、脲醛塑料。
用作酚醛树脂合成的催化剂,催化反应温和,过程比较平稳,持续时间最长。草酸丙酮溶液能催化环氧树脂固化反应,缩短固化时间。也用作合成脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂的pH值调节剂。还可加入聚乙烯醇缩甲醛水溶性胶黏剂中提高干燥速度和粘接强度。亦用作脲醛树脂的固化剂、金属离子螯合剂。可用作KMnO4氧化剂制备淀粉胶黏剂的促进剂,加快氧化速度,缩短反应时间。
我国草酸工业化生产起步较晚,但发展速度很快,特别是随着制药、稀土、精细化工等行业的发展,我国已经成为全球最大的草酸生产国。
我国草酸企业主要分布在山东、福建、东北、内蒙古、山西等地。我国草酸行业集中度较高,龙头企业占据市场主导地位。随着产业结构升级,产能落后的中小企业逐渐被市场淘汰,目前我国草酸产能较高的企业包括丰元股份、华鲁恒升、丹化科技和中油工程等。
草酸生产行业规模较大、有较强竞争力的企业有丰元股份、龙翔实业有限公司、通辽金煤化工有限公司、福建省邵武精细化工厂、牡丹江鸿利化工有限责任公司等五家企业,这五家企业的产量占了全国草酸总产量的大多数。
山东丰元化学股份有限公司成立于2000年8月,现有草酸、新能源两大板块,是主板A股上市公司,丰元股份草酸业务系列产品主要包括工业草酸、精制草酸、草酸衍生品等。从净资产的总额来看, 2021年丰元股份的净资产达到10.4亿元,较上年增加了5.0亿元,同比增长90.6%。2021年丰元股份实现了营业收入8.0亿元,较上年增加4.5亿元,同比上升124.8%。营业成本为7.2亿元,较上年增加了3.5亿元,同增长94.6%。
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