CN101628753A - 将小量水体消毒除污转化至直接饮用水的应急化学处理包 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种将小量水体消毒除污转化至直接饮用水的应急化学处理包，属于水体净化处理领域。在野外或救灾情形下，将小量水体快速消毒除污净化转化至直接饮用水，会是一个实际的技术问题。本案旨在解决该问题。本案应急化学处理包由柔性材质的袋形物以及置于所述袋形物内的应急化学处理剂构成，所述应急化学处理剂各成分的重量百分含量分别是：过碳酸钠50％～80％、纳米AlOOH粉20％～50％，以及，所述袋形物的长度介于2厘米与20厘米之间，所述袋形物的宽度介于1.5厘米与15厘米之间，以及，置于所述袋形物内的应急化学处理剂的重量在2克与200克之间。该应急化学处理包适于野外旅游人员、救灾人员、野外生物、地质工作者使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于将小量水体消毒除污转化至直接饮用水的应急化学处理包，适于在野外或灾害等非常状态下为获取小量直接饮用水而进行的净水操作目的，属于水体化学净化处理领域。
背景技术
在野外或灾害等非常状态下，纯净的适于直接饮用的水体较为难得，在这种情形下，如何迅速地将小量水体进行消毒、除污、净化处理，以获得小量的直接饮用水，会是个重要问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对野外或灾害状态下小量水体净化转化成直接饮用水这样一个特殊情境技术需求，研发一种便携的用于将小量水体转化成直接饮用水的应急化学处理包。
本发明通过如下方案解决所述技术问题，该方案提供一种将小量水体消毒除污转化至直接饮用水的应急化学处理包，该应急化学处理包由柔性材质的袋形物以及置于所述袋形物内的应急化学处理剂构成，所述应急化学处理剂各成分的重量百分含量分别是：过碳酸钠50％～80％、纳米AlOOH粉20％～50％，以及，所述袋形物的长度介于2厘米与20厘米之间，所述袋形物的宽度介于1.5厘米与15厘米之间，以及，置于所述袋形物内的应急化学处理剂的重量在2克与200克之间。所述应急化学处理剂既可以是两个相关组份简单机械混合形成的混合物；所述应急化学处理剂也可以是经由复杂化学途径制备而成的混合物；所述应急化学处理剂中各成分含量范围的上限值及下限值及中间值都是允许的适当的含量值。
该应急化学处理剂中也可以允许有小量的稳定剂存在，所述稳定剂例如小量的可溶性镁盐或硅酸钠或此两者的组合。所述稳定剂不是必需的。
应急化学处理剂中的过碳酸钠成分的形态不限，所述过碳酸钠的形态可以允许是任意的形态，例如块状、条状、球状以及各种粒径的颗粒状；过碳酸钠的优选形态呈粉态，所述粉态过碳酸钠的粒径优选值介于1微米～500微米之间。粉态过碳酸钠应用更为方便。
应急化学处理剂中的纳米AlOOH粉其粒径可以允许是纳米技术意义上的任何形态的颗粒物，所述纳米AlOOH粉的粒径其优选值介于10纳米～600纳米之间；所述纳米AlOOH粉可以以任意方式与所述过碳酸钠混合在一起，其混合后的形态没有限制，但是，所述纳米AlOOH粉与所述过碳酸钠混合后的优选形态是：纳米AlOOH粉裹覆于过碳酸钠粉体颗粒的表面上。
所述袋形物的材质可以是任意选定的柔性材料，适于这一包装目的的材料众多，优选的材质是聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯或铝箔。
为便于在应急使用的状态下快速启封，可以在所述袋形物的边沿上预先开设便于手动撕扯开袋的切口。非常状态下，简便的启封方式是必要的。
所述袋形物的长度的进一步优选的尺寸是介于2厘米与8厘米之间，所述袋形物的宽度的进一步优选的尺寸是介于1.5厘米与7厘米之间，以及，置于所述袋形物内的应急化学处理剂的重量的进一步优选的值是在2克与20克之间。微小的尺寸的所述应急处理包更便于携带。
所述应急化学处理包适于野外旅游爱好者即俗称驴友携带，也适于救灾人员携带；对于所有的野外工作人员而言，携带这样的应急化学处理包，或可在缺乏直饮水的情境下解燃眉之急。
所述应急化学处理剂中的过碳酸钠成分具备了促进有机污染物降解的氧化性和水解时呈碱性两个相关条件，过碳酸钠作为固体过氧化物具有在通常状况下稳定、抗冲击等特点，是一种安全、廉价、温和、对环境无害的氧化剂。过碳酸钠的水溶液显碱性，在水中能自发地释放出H2O2，并以亲核的过氧阴离子形式(HO2 -)存在。所以，过碳酸钠的水溶液的化学性质与H2O2的碱性水溶液相似，而且由于包括过碳酸根阴离子而具有更高的氧化反应和亲核水解反应的活性。可以应用溶胶-凝胶法制备成复合型纳米AlOOH表面包覆过碳酸钠的应急化学处理剂。该应急化学处理剂中各成分互相协同作用，一方面纳米AlOOH膜作为外稳定剂保护着固体过碳酸钠中活性氧；另一方面，过碳酸钠在水溶液中的碱性作用能促进铝盐进一步水解，强化了其除污、絮凝效果，并且，使用纳米AlOOH膜包覆过碳酸钠，通过表面的物理化学的效应，大大地增强它对微量有机污染物的吸附能力。同时，过碳酸钠的氧化性能能够帮助降解这些有机污染物，可以表现出较好的协同运作效果；过碳酸钠的氧化性能并且能够发挥杀灭水体中细菌、病毒的作用，达到消毒的效果。
本发明的优点是，所述应急化学处理包形态微小且重量较轻，便于在野外携带或灾区救灾携带，其内置的应急化学处理剂配置适当，在开封使用时，其内的各化学成分之间能够发挥协同作用，达到将小量水体快速消毒除污处理转化至直接饮用水，所述各化学成分既能够处理掉小量水体中的可能存有的有机污染物、杀灭细菌及病毒，相关化学成分自身又能分解为无害物质。该应急化学处理包解决了野外及灾害等非常情境下安全获取小量直接饮用水的问题。
本案所述应急化学处理包内的应急化学处理剂，可以经由多种途径生产、制取，所述途径例如：
途径一：在水溶液或循环母液中加入无水碳酸钠，经乳化水合反应制得水合碳酸钠悬浮液；水合碳酸钠悬浮液和过氧化氢水溶液以一定的投加速度导入反应釜中反应，反应制得过碳酸钠结晶产物；结晶物固液分离，滤液循环使用，结晶物经后处理成含少量水份的过碳酸钠固体；于过碳酸钠固体中加入异丙醇铝、乙醇以及少量去离子水在加热的条件下进行水解得到较为稳定的AlOOH溶胶并进行加热老化以进一步稳定；最后得到纳米AlOOH表面包覆过碳酸钠颗粒。将获得的干燥粉态混合物按设定量封装入柔性材质的设定尺寸的微小型的袋形物内，即成应急化学处理包。
途径二：将异丙醇铝、乙醇以及少量去离子水在加热的条件下进行水解得到较为稳定的AlOOH溶胶，然后将方案一中得到的过碳酸钠固体以及可溶性镁盐和硅酸钠等稳定剂加入其中，并进行加热老化以进一步稳定；最后得到纳米AlOOH表面包覆过碳酸钠颗粒。将获得的干燥粉态混合物按设定量封装入柔性材质的设定尺寸的微小型的袋形物内，即成应急化学处理包。
具体实施方式
应急化学处理剂中的过碳酸钠成分是碳酸钠和过氧化氢利用氢键所形成的一种不稳定的复合物。由于过碳酸钠在高温下容易分解，所以反应必须在低温下进行。一般在溶液中存在以下一些反应：
主反应：2Na2CO3+3H2O2＝2Na2CO3·3H2O2
副反应：2Na2CO3·3H2O2＝2Na2CO3+3H2O2 2H2O2＝H2O+O2
所用原料异丙醇铝分子量为204.24，对应的纳米AlOOH粉的化学式量是59.98，其中，AlOOH俗称为碱式氧化铝、水化氧化铝。
现在结合若干具体例子介绍所述应急化学处理包内置的应急化学处理剂的制备过程：
实施例1：将配制好的饱和碳酸钠溶液加入反应器，然后加入有机溶剂异丙醇或乙醇，并加入小量可溶性镁盐和硅酸钠稳定剂，再加入过氧化氢，在0～5℃条件下进行反应，生成的过碳酸钠经离心分离、干燥得成品，备用，备用量100克。
取制备好的过碳酸钠固体80.00克，在其中加入异丙醇铝68.02克、250毫升乙醇以及少量去离子水，在加热的条件下进行水解得到较为稳定的AlOOH溶胶，并加热老化以进一步稳定，粉碎后，得到基于纳米技术的水体化学净化处理用应急化学处理剂。配剂中的68.02克异丙醇铝对应AlOOH量为20.00克。
将获得的干燥粉态混合物按设定量封装入柔性材质的设定尺寸的微小型的袋形物内，即成应急化学处理包。
实施例2：取制备好的饱和碳酸钠溶液加入反应器，然后加入有机溶剂异丙醇或乙醇，并加入小量可溶性镁盐和硅酸钠稳定剂，再加入过氧化氢，在0～5℃条件下进行反应，生成的过碳酸钠经离心分离、干燥得成品，备用，备用量100.00克。
取制备好的过碳酸钠固体50.00克，在其入加入异丙醇铝170.26克、500毫升乙醇以及少量去离子水，在加热的条件下进行水解得到较为稳定的AlOOH溶胶，并加热老化以进一步稳定，粉碎后，得到基于纳米技术的水体化学净化处理用应急化学处理剂。配剂中的170.26克异丙醇铝对应AlOOH量为50.00克。
将获得的干燥粉态混合物按设定量封装入柔性材质的设定尺寸的微小型的袋形物内，即成应急化学处理包。
实施例3：取制备好的饱和碳酸钠溶液加入反应器，然后加入有机溶剂异丙醇或乙醇，并加入小量可溶性镁盐和硅酸钠稳定剂，再加入过氧化氢，在0～5℃条件下进行反应，生成的过碳酸钠经离心分离、干燥得成品，备用，备用量100.00克。
取制取好的过碳酸钠固体65.00克，在其入加入异丙醇铝119.18克、350毫升乙醇以及少量去离子水，在加热的条件下进行水解得到较为稳定的AlOOH溶胶，并加热老化以进一步稳定，粉碎后，得到基于纳米技术的水体化学净化处理用应急化学处理剂。配剂中的119.18克异丙醇铝对应AlOOH量为35.00克。
将获得的干燥粉态混合物按设定量封装入柔性材质的设定尺寸的微小型的袋形物内，即成应急化学处理包。
该应急化学处理包适于野外旅游人员、救灾人员、野外生物、地质工作者使用。
使用时，取来小量的或适量的待净化水，开启所述应急化学处理包，将其内的粉态应急化学处理剂均匀地倾倒入待净化水体中，搅拌之，待水体澄清后，取上层的清净的净化后的水饮用。
Claims (6)
1.将小量水体消毒除污转化至直接饮用水的应急化学处理包，该应急化学处理包由柔性材质的袋形物以及置于所述袋形物内的应急化学处理剂构成，所述应急化学处理剂各成分的重量百分含量分别是：过碳酸钠50％～80％、纳米AlOOH粉20％～50％，以及，所述袋形物的长度介于2厘米与20厘米之间，所述袋形物的宽度介于1.5厘米与15厘米之间，以及，置于所述袋形物内的应急化学处理剂的重量在2克与200克之间。
2.根据权利要求1所述的将小量水体消毒除污转化至直接饮用水的应急化学处理包，其特征在于，过碳酸钠呈粉态，所述粉态过碳酸钠的粒径介于1微米～500微米之间。
3.根据权利要求1所述的将小量水体消毒除污转化至直接饮用水的应急化学处理包，其特征在于，纳米AlOOH粉的粒径介于10纳米～600纳米之间，以及，纳米AlOOH粉裹覆于过碳酸钠粉体颗粒的表面上。
4.根据权利要求1所述的将小量水体消毒除污转化至直接饮用水的应急化学处理包，其特征在于，所述袋形物的材质是聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯或铝箔。
5.根据权利要求1所述的将小量水体消毒除污转化至直接饮用水的应急化学处理包，其特征在于，所述袋形物的边沿上带有为便于手动撕扯开袋而预设的切口。
6.根据权利要求1所述的将小量水体消毒除污转化至直接饮用水的应急化学处理包，其特征在于，所述袋形物的长度介于2厘米与8厘米之间，所述袋形物的宽度介于1.5厘米与7厘米之间，以及，置于所述袋形物内的应急化学处理剂的重量在2克与20克之间。
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