CN102657890B - 一种可视变色指示除臭剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型可视变色指示除臭剂,该除臭剂主要由2,4-戊二酮、醛和干燥剂构成,前述各组分的质量比为0.01~5∶0.01~5∶90~100。其针对高湿空气中的主要臭气成分水-氨二聚体,在吸收水分的同时,使臭气成分发生反应,生成有色产物而产生对臭气的变色指示。该除臭剂还可随着变色颜色的加深,通知用户及时更换新鲜的除臭剂,提高除臭效果。
Description
技术领域
本发明属于材料科学和环境保护领域,具体涉及一种新型可视变色指示除臭剂。
背景技术
生活中厨房和卫生间、城市污水处理厂、垃圾填埋场和一些工厂等产生的恶臭气体,严重干扰了人们的正常生活,并危害着人们的身体健康。恶臭的危害主要表现在对人体的影响,给人们带来不愉快的感觉。常见的症状有头痛、恶心、食欲不振、生理失调、情绪失控、失眠、诱发呼吸道疾病。高浓度恶臭甚至使受污染的人群发生急性病并引起死亡。恶臭作为一种环境污染已成为世界七大公害之一。在家庭里,作为封闭空间的电冰箱的臭味控制是家居环境治理的一个重要课题。总所周知,电冰箱能够延长食品贮存时间。随着我国人民生活水平的不断提高,电冰箱产量的迅猛增加,电冰箱已经被应用到千家万户,给人们的生活带来了极大的方便。而电冰箱在贮藏鱼、肉、蛋时或长时间使用时,由于空气不流通会产生不同程度的令人难闻的气味.这种气味成分十分复杂(有机酸、酯、硫化物、氨、胺等物质),其组成和浓度随储存食品而不同.其中以鱼类散发出的腥臭味为甚。其臭味主要组成分别为氨和有机胺类。
要除去这些气味,最简单的办法是在冰箱里放入吸味剂。市售的固体吸味剂,历来大多使用活性炭、硅胶、沸石等。这类吸味剂的吸附作用均为物理吸附,在低分压时,被吸附的气体仍可解吸放出,因此存在选择性差、受环境条件影响大、吸附量小和保持力低等问题。也有采用反应型物质进行除臭的,如硫酸亚铁、抗坏血酸、植物萃取物、三聚磷酸铝、二氧化氯等。作为用户,亦无法直观知悉除臭剂的效果和使用有效期,除非采用专业技术装备 进行检测,不利于普通家庭和一般食品仓储单位推广使用。
发明内容
本发明的目的在于克服传统变色除臭剂的不足,提供一种新型可视变色指示除臭剂,该除臭剂借助其中指示成分与臭气成分反应,生成有色产物而产生对臭气的变色指示,能在除臭和吸附的同时实现变色指示。
本发明的目的可以通过以下措施达到:
一种新型可视变色指示除臭剂,该除臭剂主要由2,4-戊二酮、醛和干燥剂构成,前述各组分的质量比为0.01~5∶0.01~5∶90~100。
本除臭剂中2,4-戊二酮、醛和干燥剂的质量比优选为0.1~2∶0.1~2∶90~100,进一步优选为0.1~2∶0.1~2∶98~99.98。
本发明中的醛可选自C1~20的脂肪族醛和C7~30的芳香族醛中的一种或几种。所述脂肪族醛是指只含有脂链的醛,具体如C1~20的烷基取代醛;所述芳香族醛是指含有芳香基团(如苯、萘、联苯等)的醛,具体如C7~30的含有芳香基团的饱和或不饱和醛。
本发明中的醛优选采用C1~5的脂肪族醛和C7~9的芳香族醛中的一种或几种,进一步优选采用甲醛、乙醛、2-丁烯醛、正丙醛、异丙醛、3-甲基丁醛、苯甲醛、2-苯基丙醛、邻羟基苯甲醛或3-苯基丙烯醛等中的一种或几种;最优选采用甲醛、乙醛或苯甲醛。
本发明中的干燥剂可以选自分子筛、硅胶、氧化铝、氢氧化铝、凹凸棒土、膨润土、白土、硅藻土、活性炭或聚酰胺中的一种或几种。
本发明的除臭剂可以只由上述三种组分构成,也可以还加入其他组分,如香料、染色剂、填料等,其他组分的加入量以不破坏前述三种组分的含量和基本功能为准。
本发明的除臭剂可应用于生产或生产环境中的除臭及除湿,特别是适应于含臭气且潮湿的封闭或半封闭的环境。以冰箱为例,电冰箱的封闭空间具有一个重要特征,即极高的湿度,常年相对湿度在80%以上。并且,高湿空气中的水分子与氨(或有机胺)在分子间氢键作用下形成了下式所示的二聚 体(Dimer)结构[J.Phys.Chem.A,2009,113:10174]。
因此,在进行除臭剂的同时,应使二聚体中的水分子与氨(或有机胺)实现同步吸收。本除臭剂中,乙酰丙酮和醛这两种组分可与臭气成分反应生成有色产物,特定比例和含量的干燥剂、乙酰丙酮和醛的相互组合及协同作用,可以使本除臭剂在吸收水分的同时,既除去了臭气成分,又实现了对臭气的变色指示。
以甲胺为模拟臭气对象物,乙酰丙酮和醛这两种组分与甲胺生成的物质具有较大的π电子共轭体系(下式),产生鲜亮的颜色作指示用,而几个原料在可见光谱范围内是没有吸收的(无色),因此,这种敏锐的颜色变化就提供了该除臭剂的可视变色指示功能。
本发明还提供了一种空气除臭方法,其特征在于将上述的除臭剂置于含臭气的潮湿环境进行吸附处理,直至除臭剂的颜色不再继续变深。
在空气除臭方法中,潮湿环境的相对湿度范围为1~100%,优选为40~100%;所述臭气成分(特别是胺类物质)在空气中总浓度为0.01~1000ppm,优选为5~1000ppm。
本发明的可视变色指示除臭剂制备方法灵活性强,可采用化工上常用的 粉末混合、喷雾干燥、超临界干燥、捏合、螺杆挤出等方法,在制备时一般先将2,4-戊二酮与醛混合后,再与干燥剂进行混合制备或者进一步造粒制备。本稿中提供一种如下具体的制备方法,其包括如下步骤:
A、将干燥剂粉碎、喷水,烘干,再粉碎过筛;(干燥剂粉碎后粒径的大小可根据需要进行调节)
B、将2,4-戊二酮与醛混合;
C、将以上A和B步骤得到的两部分物料充分混合均匀、造粒、干燥,即得到变色指示除臭剂;其中各步骤中组分用量的重量比为2,4-戊二酮、醛和干燥剂=0.01~5:0.01~5:90~99.98。
该新型可视变色指示除臭剂,主要由乙酰丙酮、醛和干燥剂三种组分构成,其吸附活性高,除臭过程是一种直接的吸附-渗透-反应的动力学过程,无不良化学反应。其颜色变化敏锐,随着变色颜色的加深,可通知用户及时更换新鲜的除臭剂,提高冰箱等封闭或半封闭环境的空气环境的质量。相比于已有技术,本发明原料来源广泛、成本低廉、变色敏锐、制作简单、用户使用方便。该除臭剂的应用范围大,不仅冰箱、餐柜、厨柜、畜牧业等散发臭气的环境可以使用,也可应用于飞机、火车、医院、潜艇等特殊环境。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
各实施例中的变色指示除臭剂采用下述步骤的制备方法:
A、将干燥剂粉碎、喷水,烘干,再粉碎过筛;
B、将2,4-戊二酮与醛混合;
C、将以上A和B步骤得到的两部分物料充分混合均匀、造粒、干燥,即得到变色指示除臭剂;
实施例1:
含有99%质量比的氧化铝、0.6%质量比的2,4-戊二酮、0.4%质量比的甲醛的可视变色指示除臭剂,将其置于含50ppm的甲胺(模拟臭气成分)、相对湿度90%的封闭空间中,5小时后,观察到除臭剂颜色开始变色。继续放 置,颜色不断加深,直至目测颜色不再继续变深,可更换新除臭剂,继续吸附清除。当更换新除臭剂放入后保持起始颜色,不再变色,说明该空间污染气体基本被清除干净,经检测封闭空间内的相对湿度降至20%,甲胺的浓度降至1ppm以下。
实施例2:
含有99.2%质量比的硅胶、0.4%质量比的2,4-戊二酮、0.4%质量比的乙醛的可视变色指示除臭剂,将其置于含50ppm的氨(模拟臭气成分)、相对湿度90%的封闭空间中,8小时后,观察到除臭剂颜色开始变色。继续放置,颜色不断加深,直至目测颜色不再继续变深,可更换新除臭剂,继续吸附清除。当更换新除臭剂放入后保持起始颜色,不再变色,说明该空间污染气体基本被清除干净,经检测封闭空间内的相对湿度降至20%以下,甲胺的浓度降至1ppm以下。
实施例3:
含有99.3%质量比的凹凸棒土、0.3%质量比的2,4-戊二酮、0.4%质量比的苯甲醛的可视变色指示除臭剂,将其置于含50ppm的甲胺(模拟臭气成分)、相对湿度90%的封闭空间中,6小时后,观察到除臭剂颜色开始变色。继续放置,颜色不断加深,直至目测颜色不再继续变深,可更换新除臭剂,继续吸附清除。当更换新除臭剂放入后保持起始颜色,不再变色,说明该空间污染气体基本被清除干净,经检测封闭空间内的相对湿度降至20%以下,甲胺的浓度降至1ppm以下。
实施例4:
含有99%质量比的4A分子筛、0.6%质量比的2,4-戊二酮、0.4%质量比的甲醛的可视变色指示除臭剂,将其置于含50ppm的氨(模拟臭气成分)、相对湿度80%的封闭空间中,8小时后,观察到除臭剂颜色开始变色。继续放置,颜色不断加深,直至目测颜色不再继续变深,可更换新除臭剂,继续吸附清除。当更换新除臭剂放入后保持起始颜色,不再变色,说明该空间污染气体基本被清除干净,经检测封闭空间内的相对湿度降至20%以下,甲胺 的浓度降至1ppm以下。
对比例1:
含有99%质量比的氧化铝、0.5%质量比的2,4-戊二酮的除臭剂,将其置于含50ppm甲胺的、相对湿度90%的封闭空间中,48小时后,未观察到除臭剂变色。
对比例2:
主成分为活性炭的除臭剂,将其置于含50ppm氨的、相对湿度90%的封闭空间中,48小时后,未观察到除臭剂变色。
由于实施例所述仅用以解释本发明的较典型实例,并非对本发明作任何形式上的限制,凡在相同发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更,都应包括在本发明意图保护的范畴之内,即以熟悉此项技术者,可以不脱离本发明的基本原理下将其作不同数量或领域的变化,以图达到等同或类似效果,然其均应被视为未脱离以上所述的专利范围所界定中。
Claims (3)
1.一种空气除臭方法,其特征在于将除臭剂置于含臭气的潮湿环境进行吸附处理,直至除臭剂的颜色不再继续变深;所述潮湿环境的相对湿度范围为40~100%;所述臭气成分在空气中总浓度为0.01~1000 ppm;
所述除臭剂主要由2,4-戊二酮、醛和干燥剂构成,前述各组分的质量比为0.01~5:0.01~5:90~100;其中所述醛选自甲醛、乙醛、2-丁烯醛、正丙醛、异丙醛、3-甲基丁醛、苯甲醛、2-苯基丙醛、邻羟基苯甲醛或3-苯基丙烯醛中的一种或几种,所述干燥剂选自分子筛、硅胶、氧化铝、氢氧化铝、凹凸棒土、膨润土、白土、硅藻土、活性炭或聚酰胺中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的空气除臭方法,其特征在于所述除臭剂中2,4-戊二酮、醛和干燥剂的质量比为0.1~2:0.1~2:98~99.98。
3.根据权利要求1所述的空气除臭方法,其特征在于所述除臭剂的制备方法包括如下步骤:
A、将干燥剂粉碎、喷水,烘干,再粉碎过筛;
B、将2,4-戊二酮与醛混合;
C、将以上A和B步骤得到的两部分物料充分混合均匀、造粒、干燥,即得到变色指示除臭剂;其中各步骤中组分用量的重量比为2,4-戊二酮、醛和干燥剂=0.01~5:0.01~5:90~99.98。
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