CN103300064B - 一种杀菌溶液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及杀菌消毒领域,特别涉及一种杀菌溶液及其制备方法。本发明的杀菌溶液的制备方法,包括以下步骤:(1)提供含有有效碘或者可以产生有效碘的有效碘提供单元;(2)提供pH值调节单元;(3)将所述pH值调节单元与所述有效碘提供单元混合,得到杀菌溶液,所述杀菌溶液的pH值在2-9间,其有效碘含量不低于1mg/L,其电导率不高于100S/m。与现有的含有效碘的杀菌溶液相比,本发明的含有效碘的杀菌溶液的制备方法制备的杀菌溶液可降低对金属的腐蚀性,从而扩大了应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及杀菌消毒领域,特别涉及一种杀菌溶液及其制备方法。
背景技术
碘是一种活动性很强的元素,具有一般消毒剂所没有的良好的渗透性,所以成为一种极好的杀灭微生物药剂。碘类消毒剂中起杀菌作用的主要是强氧化成分游离碘和次碘酸。其中,游离碘还能迅速穿透生物膜。
有效碘具有强氧化性,其水溶液的氧化还原电位值通常不低于500mV,因此,表现出极强的杀灭微生物的效果。
由于氢离子、钾离子、钠离子等在微生物生物膜内外的分布不同,使得膜内、外电位达到动态平衡时有一定的电位差,一般约为-700~+900mV。含有效碘的杀菌溶液中的氧化、还原物质和pH等因素,使其具有高ORP(即ORP>500mV)。该强氧化性杀菌溶液接触微生物后迅速夺取电子,干扰生物膜平衡,改变生物膜内外电位差、膜内外的渗透压,导致生物膜通透性增强、细胞肿胀及生物代谢酶的破坏,使膜内物质溢出、溶解,从而快速杀灭微生物。
但是,现有的含有效碘的杀菌溶液,具有普遍的金属腐蚀性。而对其腐蚀性的机理的研究并没有进行。已公布的结果显示含有效碘的杀菌水,对不锈钢基本无腐蚀至轻度腐蚀,对碳钢、铜、铝中度至严重腐蚀,其结论的差异很大。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种杀菌溶液的制备方法,以解决现有技术中的含碘溶液具有普遍金属腐蚀性的技术性问题。
本发明的第二目的在于提供一种杀菌溶液,以解决现有技术中的含碘溶液具有普遍金属腐蚀性的技术性问题。
本发明目的通过以下技术方案实现:
一种杀菌溶液的制备方法,包括以下步骤:
(1)提供含有有效碘或者可以产生有效碘的有效碘提供单元;
(2)提供pH值调节单元;
(3)将所述pH值调节单元与所述有效碘提供单元混合,得到杀菌溶液,所述杀菌溶液的pH值在2-9间,其有效碘含量不低于1mg/L,其电导率不高于100S/m。
优选地,所述杀菌溶液的pH值在4-9间,其氧化还原电位为500-1300mV,其有效碘含量为1-100000mg/L,其电导率不高于60S/m。
优选地,所述杀菌溶液的pH值在6-8间,其氧化还原电位为500-1200mV,其有效碘含量为1-50000mg/L,其电导率为10-4-20S/m。
优选地,在步骤(1)中还包括:对所述有效碘提供单元进行降低电导率的预处理。
优选地,在步骤(2)中还包括:对所述pH值调节单元进行降低电导率的预处理。
优选地,在步骤(3)中还包括:对所述pH值调节单元与所述有效碘提供单元混合后的混合液进行降低电导率的后处理。
优选地,所述降低电导率的处理方法可选自结晶法、膜分离法、电化学法、层析法、吸附法、离子交换法或加入可抑制电离的物质中的一种或者几种。
优选地,所述可抑制电离的物质包括可与水混溶或在水中具有一定溶解度的有机溶剂。
优选地,所述可与水混溶或在水中具有一定溶解度的有机溶剂选自甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丙三醇、丙酮的其中一种或几种。
一种杀菌溶液,所述杀菌溶液的pH值在2-9间,其有效碘含量不低于1mg/L,其电导率不高于100S/m。
优选地,所述杀菌溶液的pH值在4-9间,其氧化还原电位为500-1300mV,其有效碘含量为1-100000mg/L,其电导率不高于60S/m。
优选地,所述杀菌溶液的pH值在6-8间,其氧化还原电位为500-1200mV,其有效碘含量为1-50000mg/L,其电导率为10-4-20S/m。
与现有的含有效碘的杀菌溶液相比,本发明有以下优点:
1、本发明的含有效碘的杀菌溶液的制备方法制备的杀菌溶液可降低对金属的腐蚀性,从而扩大了应用范围;
2、使用前,本发明的含有效碘的杀菌溶液的pH值调节单元和有效碘提供单元单独存放,当要使用时,再将pH值调节单元和有效碘提供单元混合,解决了含有效碘的杀菌溶液的储藏问题,使用非常方便;
3、在制备本发明的含有效碘的杀菌溶液的过程中,增强了人为可调节性,可根据实际需求调节杀菌溶液的pH值、有效碘含量。
附图说明
图1、图2为pH=2、9的氧化性环境中,电导率与有效碘对铜的腐蚀效果的示意图;
图3、图4为pH=2-9的氧化性环境中,电导率与pH对铜的腐蚀效果的示意图;
图5为pH=2.0/有效碘=200000mg/L的氧化性环境中,不同的阳离子调节体系的电导率对铜的腐蚀效果的示意图;
图6为pH=2.0/有效碘=200000mg/L的氧化性环境中,不同的阴离子调节体系的电导率对铜的腐蚀效果的示意图;
图7为pH=2.0/有效碘=1mg/L的氧化性环境中,不同的离子调节体系的电导率对铜的腐蚀效果的示意图;
图8为pH=9.0/有效碘=200000mg/L的氧化性环境中,不同的阳离子调节体系的电导率对铜的腐蚀效果的示意图;
图9为pH=9.0/有效碘=200000mg/L的氧化性环境中,不同的阴离子调节体系的电导率对铜的腐蚀效果的示意图;
图10为pH=9.0/有效碘=1mg/L的氧化性环境中,不同的离子调节体系的电导率对铜的腐蚀效果的示意图;
图11、图12为pH=2-9的氧化性环境中,电导率与pH对碳钢的腐蚀效果的示意图;
图13、图14为pH=2-9的氧化性环境中,电导率与pH对铝的腐蚀效果的示意图。
具体实施方式
以下对本发明进行详细描述。
含有效碘的杀菌水对金属腐蚀的普遍性是由于氧化性及氢离子的综合效应引起,根据不同的机制,其金属-有效碘-水体系中同时存在化学腐蚀及电化学腐蚀。
所述化学腐蚀是指金属与腐蚀因子直接作用造成的腐蚀效应。金属在杀菌水中具有被有效碘氧化的趋势(如式1所示),氧化产物在氢离子作用下具有转化为水溶性离子的趋势(如式2所示),从而完成由金属单质到水溶性金属离子的转变,宏观表现为金属普遍被腐蚀(腐蚀途径1)。
氧化产物的形成具有双向作用,可以转变为水溶性离子,造成腐蚀,同时形成氧化层,具有保护作用,可以阻止腐蚀因子与金属内部的接触,从而阻止进一步腐蚀;游离氢离子的浓度影响了有效碘的氧化性,同时影响了氧化层的溶解速度。氧化层的生成与溶解形成动态的平衡,宏观表现为金属以一定速率被腐蚀。
M+[O]→Mn+ 式1
2H++MO=M2++H2O 式2
所述电化学腐蚀是指金属与电解质溶液接触发生电化学反应,使金属离子化,或生成氧化物、氢氧化物,导致材料变质与变化。我们知道,现实中的金属通常具有种种微观上的缺陷,如化学组分不均一性,或金属组织结构不均一性,或金属物理状态不均一性,或表面膜不完整性,这些缺陷造成了金属的物理和化学性能存在着微观差异,使金属普遍具有电化学的不均匀性,在金属中微小区域或局部区域存在电位差E(Mn+/M),形成若干微电极,其中电位较低的为阳极,电位较高的为阴极,该电位差(1)使不同微电极间存在电子与离子定向转移的趋势,当金属与含可以自由移动带电粒子的溶液接触后,金属构成电子导体(2),溶液构成离子导体(3),(1)(2)(3)因素使金属中的电子和溶液中的离子发生定向运动,构成了电流回路,宏观表现为阳极被腐蚀,以一定速度转为离子(腐蚀途径2)。电流回路是腐蚀途径2发生的必要条件,其中溶液的导电能力影响了腐蚀的速度。溶液的导电能力受多种因素影响,如离子的特性(离子半径,所带电荷)、离子的浓度、离子间的相互作用、离子的水化、离子的迁移速率及溶液的粘度、温度等。
综上所述,金属-有效碘-水体系中同时存在若干个电极电势不同的电极电对,包括腐蚀途径1中的金属与其离子构成的电极电对、有效碘构成的电极电对,及腐蚀途径2中的若干微小的E(Mn+/M)。如Eθ(Al3+/Al)=-1.66V、Eθ(Fe2+/Fe)=-0.45V、Eθ(Cu2+/Cu)=0.34V、Eθ(I2/I-)=0.54V、Eθ(HIO/I-)=0.99V。因为有效碘的强氧化性及直接接触被腐蚀金属,所以腐蚀途径1的化学氧化腐蚀具有决定性影响。
在本发明中重点考虑的是体系的导电能力对金属腐蚀性的影响或者腐蚀途径2对腐蚀途径1的影响。本发明并没有单纯局限于离子的种类、浓度、单位电荷数、迁移能力等单一特性,而是引入电导率(Κ,单位:西门子/米,符号S/m)或者电阻率(ρ,单位:欧姆·米,符号Ω·m)作为含有效碘的杀菌溶液的导电能力或所含能够有效自由迁移的离子的衡量指标,因为电导率(Κ)与电阻率(ρ)评价的是系统的综合导电能力或者体系中离子的宏观特性,也是腐蚀途径2的关键因素。又因为电导率与电阻率互为倒数,可以定量换算,所以选用其中一个参数作为反映体系的导电能力的衡量指标,同样可以定量换算为另一个参数,反映体系的导电能力。
在本发明中重点讨论电导率(Κ)在pH=2-9间氧化性环境中对金属(对氢离子不活泼的金属)的腐蚀性的影响。如,以铜作为研究对象,因为铜与单纯的氢离子不反应,所以可以更有效地体现pH/[I+]/Κ的综合腐蚀效果,也体现了pH/[I+]/Κ对不活泼金属(对氢离子而言)的腐蚀特性。以Κ表示体系的电导率,以[I+]表示有效碘的含量。
我们知道,杀菌溶液的导电能力是由其中所含的可以自由迁移的离子造成的,离子的引入主要有四种途径,其一,具有pH调节作用的物质,如硫酸、氢氧化钠;其二,能够提供有效碘的物质,如碘化钾、碘单质;其三,所使用原料中夹带的离子性杂质;其四,具有其他作用的离子性组份,如增稠剂、稳定剂、强化剂、干燥剂、营养剂、pH缓冲剂、络合剂、表面活性剂等。
请参阅图1、图2,图中显示:pH=2、9氧化性(含有效碘)的体系中,有效碘的化学腐蚀为主要腐蚀因素(腐蚀途径1),即腐蚀特性取决于有效碘的含量,有效碘的降低,使体系的金属腐蚀性降低。同时可知,体系的电导率在0-100S/m时主要通过腐蚀途径1,对金属产生比较稳定的腐蚀速率,该腐蚀速率取决于有效碘的含量。同时可知,体系在>100S/m范围内同时发生腐蚀途径1与腐蚀途径2,氧化性(腐蚀途径1)与导电能力(腐蚀途径2)协同作用,影响了体系对金属的腐蚀性,使体系对金属的腐蚀产生突跃。即pH=2.0或9.0的体系中,不同浓度的有效碘(≥1mg/L)与Κ(>100S/m)协同,均会产生金属腐蚀性的突跃。
请参阅图3、图4,图中显示:pH=2-9氧化性(含有效碘)的体系中,有效碘的化学腐蚀为主要腐蚀因素(腐蚀途径1),即腐蚀特性取决于有效碘的环境(即酸性),酸性的降低,使氧化性降低,从而使体系的金属腐蚀性降低。同时可知,体系的电导率在0-100S/m时主要通过腐蚀途径1,对金属产生比较稳定的腐蚀速率,该腐蚀速率取决于有效碘的环境(即酸性)。同时可知,体系在>100S/m范围内同时发生腐蚀途径1与腐蚀途径2,氧化性(腐蚀途径1)与导电能力(腐蚀途径2)协同作用,影响了体系对金属的腐蚀性,使体系对金属的腐蚀性产生突跃。即,含有效碘的体系(≥1mg/L),pH在2-9间,Κ>100S/m时,均会产生对金属的腐蚀性的突跃。
比较图1-图4可知,控制Κ≤100S/m,可以控制或者降低含有效碘的杀菌溶液的金属腐蚀性。
请参阅图5-图10,图中显示:pH=2-9氧化性(含有效碘≥1mg/L)的体系中,不同离子形成的电导率对金属的腐蚀性具有相似特性。即,体系的电导率在0-100S/m时主要通过腐蚀途径1,使金属以比较稳定的速率腐蚀,该腐蚀速率取决于体系的pH/[I+];体系的电导率在>100S/m时,pH/[I+](腐蚀途径1)与导电能力(腐蚀途径2)协同作用,影响了体系对金属的腐蚀性,使体系对金属的腐蚀产生突跃。
比较图5-图10可知:对金属的腐蚀,电导率的影响大于形成电导率的离子的差异的影响。即不同离子产生的电导率对金属的腐蚀性具有相似特性。
在本发明中其次讨论电导率(Κ)在pH=2-9间氧化性环境中对金属(对氢离子活泼的金属)的腐蚀性的影响。如,以碳钢与铝作为研究对象,因为其与单纯的氢离子有一定的反应活性,所以可以体现pH/[I+]/Κ的综合腐蚀效果,也体现了氢离子与金属的反应活性对金属腐蚀性的影响。
请参阅图11-图12,图中显示pH=2-9氧化性(含有效碘)的体系对碳钢的腐蚀特性。有效碘的化学腐蚀为主要腐蚀因素(腐蚀途径1),即腐蚀特性取决于有效碘的含量与环境(即酸性)。同时可知,体系的电导率在0-60S/m时主要通过腐蚀途径1,对金属产生比较稳定的腐蚀速率,该腐蚀速率取决于pH/[I+]。同时可知,体系在>60S/m范围内会发生氧化性(腐蚀途径1)与导电能力(腐蚀途径2)协同作用,影响了体系对金属的腐蚀性,使体系对金属的腐蚀性产生突跃。即,含有效碘的体系(≥1mg/L),pH在2-9间,Κ>60S/m时,均会产生对碳钢的腐蚀性的突跃。
请参阅图13-图14,图中显示pH=2-9氧化性(含有效碘)的体系对铝的腐蚀特性。有效碘的化学腐蚀为主要腐蚀因素(腐蚀途径1),即腐蚀特性取决于有效碘的含量与环境(即酸性)。同时可知,体系的电导率在0-20S/m时主要通过腐蚀途径1,对金属产生比较稳定的腐蚀速率,该腐蚀速率取决于pH/[I+]。同时可知,体系在>20S/m范围内会发生腐蚀途径1与腐蚀途径2的协同作用,即氧化性(腐蚀途径1)与导电能力(腐蚀途径2)影响了体系对金属的腐蚀性,使体系对金属的腐蚀性产生突跃。
比较图11-图14可知pH/[I+]/Κ对铜或碳钢或铝具有相似的综合腐蚀效果,即腐蚀途径1为主的阶段与腐蚀途径1及腐蚀途径2协同的阶段。其氢离子与金属的反应活性加速了电导率对金属腐蚀性的影响。
因此,本发明提供一种杀菌溶液的制备方法,包括以下步骤:
(1)提供含有有效碘或者可以产生有效碘的有效碘提供单元;
(2)提供pH值调节单元;
(3)将所述pH值调节单元与所述有效碘提供单元混合,得到杀菌溶液,所述杀菌溶液的pH值在2-9间,其有效碘含量不低于1mg/L,其电导率不高于100S/m。
pH值调节单元为酸性或弱碱性的固体或液体,其中液体的pH值优选为0-9间,又优选为1-8间,再优选为1-7间,还优选为1-5间,最优选为2-3间。
pH值调节单元包含酸性物质、碱性物质或酸性物质与碱性物质的组合。其中酸性物质可选自无机酸、有机酸、强酸弱碱盐、弱酸弱碱盐或酸性物质的前体中的一种或者几种。无机酸可选自盐酸、氢溴酸、氢碘酸、硫酸、硝酸、氯酸、高氯酸、溴酸、高溴酸、碘酸、高碘酸、高锰酸、氢硼酸、氢砹酸、氢碲酸、氢叠碘酸、氟硅酸、氯铅酸、锇酸、硒酸、高铁酸、氟磺酸、氰酸、硫氰酸、磷酸、偏磷酸、硫酸氢钠、亚硫酸或亚硝酸。有机酸可选自苦味酸、焦性苦味酸、三氟乙酸、三氯乙酸、乙酸、甲酸、甲磺酸、苯磺酸、KMD酸、2-氯乙硫醇、乙二酸、丙二酸、丁二酸、乳酸、丙酮酸、酒石酸、苹果酸、枸椽酸、苯甲酸、水杨酸或咖啡酸。常见的强酸弱碱盐通常为过渡金属的强酸盐或者胺类物质的强酸盐,如氯化铝、氯化铁、硫酸铝、硫酸铁、硝酸铜或氯化铵。常见的呈酸性的弱酸弱碱盐,如甲酸铵、醋酸锌、醋酸铜。酸性物质的前体是指在溶液中能够转化为酸性物质的物质,如酸的酰氯衍生物,如琥珀酰氯。其中碱性物质可选自无机碱、有机碱、强碱弱酸盐或弱酸弱碱盐中的一种或者几种。无机碱可选自碱金属的氢氧化物,如氢氧化钠、氢氧化钾等,也可选自碱土金属的氢氧化物,如氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化镁等,也可选自过渡金属的氢氧化物,如氢氧化锌、氢氧化铁等。有机碱可选自含氮物质,如氨水、二乙醇胺、三乙胺、天然生物碱等。常见的强碱弱酸盐,如碳酸钠、乙酸钠、磷酸三钠、柠檬酸钠等。常见的呈碱性的弱酸弱碱盐,如碳酸氢铵、亚硫酸铵、磷酸三铵。其中酸性物质与碱性物质的组合可选自弱酸弱碱盐如柠檬酸铵、强酸弱碱盐与强碱弱酸盐的组合、弱酸与其共轭碱的组合。
有效碘提供单元可含有碘单质、络合碘、碘离子或有效碘前体物质中的一种或几种。如碘与碘离子形成的络合型有效碘,如有效碘与表面活性剂结合,如有效碘与高分子聚合物(如聚乙烯吡咯烷酮-PVP)结合,如有效碘与天然物(淀粉、糊精、纤维素)结合,如碘离子在酸性环境与氧化剂生成有效碘,如氢碘酸与氧化剂生成有效碘。有效碘前体物质是指与水反应可以生成活化态有效碘的含碘物质,且其在有效碘提供单元中的稳定性高于在pH值调节单元、有效碘提供单元的混合液中。
碘离子(如碘盐或氢碘酸)与不同氧化剂可以生成有效碘及其继续氧化产物。
2NaI+3H2SO4+MnO2=2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2
2HI+H2SO4=2H2O+SO2↑+I2
6I-+ClO3 -+6H+==Cl-+3I2+3H2O
6I-+BrO3 -+6H+==Br -+3I2+3H2O
8I-+ClO4 -+8H+=4I2+Cl-+4H2O
22I-+3BrO4 -+24H-=Br2+11I2+Br-+12H2O
其中,碘离子(如碘盐或氢碘酸)可以被有效氯氧化
2I-+Cl2=I2+2Cl-
2I-+ClO-+H2O=I2+Cl-+2OH-
其中,碘离子(如碘盐或氢碘酸)可以被有效溴氧化
2I-+Br2=I2+2Br-
2I-+BrO-+H2O=I2+Br-+2OH-
有效碘提供单元含有稳定形态的有效碘。稳定形态的有效碘是指在有效碘提供单元中具有更好稳定性,与酸或水反应可以生成活化态有效碘的含碘物质。有效碘提供单元中有效碘含量应保证pH值调节单元与有效碘提供单元混合液中的有效碘含量不低于1mg/L。
pH值调节单元与有效碘提供单元混合液中有效碘含量不低于1mg/L,其中优选为1-200000mg/L,再优选为1-100000mg/L,更优选为1-50000mg/L,最优选为1-25000mg/L。
pH值调节单元与有效碘提供单元混合液的pH值为2-9间,其中优选为3-9间,再优选为4-9间,最优选为6-8间。
pH值调节单元与有效碘提供单元混合液的氧化还原电位值不低于500mV,其中优选为500-1500mV,再优选为500-1400mV,又优选为500-1300mV,最优选为500-1200mV。
pH值调节单元与有效碘提供单元混合液的电导率不高于100S/m。其中优选为不高于80S/m,又优选为不高于60S/m,还优选为不高于40S/m,再优选为不高于20S/m,最优选为10-4-20S/m。
控制电导率的方法,其一,通过调整pH值调节单元、有效碘提供单元的体积及内在组分控制pH值调节单元、有效碘提供单元混合液中的导电物质含量,从而降低电导率;其二,通过pH值调节单元或(及)有效碘提供单元的预处理,降低混合液导电物质的含量,从而降低电导率;其三,通过pH值调节单元、有效碘提供单元混合液的后处理,降低混合液导电物质的含量,从而降低电导率。
所述降低电导率的方法可以选择如下方法的一种或者几种,以去除或者屏蔽离子型物质。可以加入可抑制电离的物质,所述可抑制电离的物质包括可与水混溶或在水中具有一定溶解度的有机溶剂,其原理是利用物质介电常数的差异,加入一定量的有机溶剂,构成混合溶剂体系,抑制离子的电离,使溶液电导率下降,如加入甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丙三醇、丙酮等可与水混溶或在水中具有一定溶解度的有机溶剂。也可以采用结晶法,所述结晶法是利用物质溶解度的特性,形成结晶或沉淀,降低水溶性离子的含量,如改变温度或加入不同的溶剂改变体系的极性。也可以利用膜分离法,如过滤、超滤、纳滤、反渗透膜、离子选择膜,降低导电物质的含量,从而降低电导率。也可以利用电化学法,如电渗析法、电解法。也可以利用层析法、吸附法或离子交换法,降低导电物质的含量,从而降低电导率。所述电渗析法是指在电场作用下进行渗析,利用溶液中的带电的溶质粒子(如离子)的差异性通过膜而使特定物质含量富集或降低的方法。
含有效碘的溶液在通过上述方法降低电导率时,通常有效碘会有一定的损失,其含量需要重新测定。为了减少有效碘的损失,可以选择快速处理方式;也可以选择低温条件下处理;也可以将离子型有效碘转为分子型有效碘(显酸性),使之与导电离子区分;也可以将导电离子转为非水溶性衍生物,使之与离子型有效成分(IO-)区分。去除目的性杂质(导电离子)后,再恢复至有效碘的稳定形态或活化形态。
同样,杀菌溶液的后处理会损失部分有效碘,但是只要适当增加有效碘的量并控制损失率,保证处理过的杀菌溶液在pH2-9,ORP≥500mV,[有效碘]≥1mg/L的范围内,均可以产生足够的杀菌效果。
本发明还提供一种杀菌溶液,所述杀菌溶液的pH值在2-9间,其有效碘含量不低于1mg/L,其电导率不高于100S/m。
杀菌溶液的pH值为2-9间,其中优选为3-9间,再优选为4-9间,最优选为6-8间。
其pH值的控制,可以单独由酸性物质、碱性物质控制或者由酸性物质与碱性物质共同控制,使含有效碘的杀菌溶液含有无机酸、有机酸、无机碱、有机碱、强酸弱碱盐、强碱弱酸盐、弱酸弱碱盐或强酸强碱盐的一种或者几种。
所述酸性物质可选自无机酸、有机酸、强酸弱碱盐、弱酸弱碱盐或酸性物质的前体的一种或者几种。无机酸可选自盐酸、氢溴酸、氢碘酸、硫酸、硝酸、氯酸、高氯酸、溴酸、高溴酸、碘酸、高碘酸、高锰酸、氢硼酸、氢砹酸、氢碲酸、氢叠碘酸、氟硅酸、氯铅酸、锇酸、硒酸、高铁酸、氟磺酸、氰酸、硫氰酸、磷酸、偏磷酸、硫酸氢钠、亚硫酸或亚硝酸。有机酸可选自苦味酸、焦性苦味酸、三氟乙酸、三氯乙酸、乙酸、甲酸、甲磺酸、苯磺酸、KMD酸、2-氯乙硫醇、乙二酸、丁二酸、乳酸、丙酮酸、酒石酸、苹果酸、枸椽酸、苯甲酸、水杨酸或咖啡酸。常见的强酸弱碱盐通常为过渡金属的强酸盐或者胺类物质的强酸盐,如氯化铝、氯化铁、硫酸铝、硫酸铁、硝酸铜或氯化铵。常见的呈酸性的弱酸弱碱盐,如甲酸铵、醋酸锌、醋酸铜。酸性物质的前体是指在溶液中能够转化为酸性物质的物质,如酸的酰氯衍生物,如琥珀酰氯。
所述碱性物质可以是强碱、中强碱、弱碱、强碱弱酸盐或者弱酸弱碱盐的一种或者几种。所述碱性物质可选自碱金属的氢氧化物,如氢氧化钠、氢氧化钾等,也可选自碱土金属的氢氧化物,如氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化镁等,也可选自过渡金属的氢氧化物,如氢氧化锌、氢氧化铁等,也可选自含氮物质,如氨水、二乙醇胺、三乙胺、天然生物碱等,也可选自强碱弱酸盐,如碳酸钠、乙酸钠、磷酸三钠、柠檬酸钠等。也可选自呈碱性的弱酸弱碱盐,如碳酸氢铵、亚硫酸铵、磷酸三铵。
所含有效碘可由碘单质、络合碘、碘离子或有效碘前体物质中的一种或几种生成。如碘与碘离子形成的络合型有效碘,如有效碘与表面活性剂结合,如有效碘与高分子聚合物(如聚乙烯吡咯烷酮-PVP)结合,如有效碘与天然物(淀粉、糊精、纤维素)结合。有效碘前体物质是指与酸或水反应可以生成活化态有效碘的含碘物质。如碘离子在酸性环境与氧化剂生成有效碘,如氢碘酸与氧化剂生成有效碘(如下式)。
2NaI+3H2SO4+MnO2=2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2
2HI+H2SO4=2H2O+SO2↑+I2
6I-+ClO3 -+6H+==Cl-+3I2+3H2O
6I-+BrO3 -+6H+==Br-+3I2+3H2O
8I-+ClO4 -+8H+=4I2+Cl-+4H2O
22I-+3BrO4 -+24H-=Br2+11I2+Br-+12H2O
其中,碘离子(如碘盐或氢碘酸)可以被有效氯氧化
2I-+Cl2=I2+2Cl-
2I-+ClO-+H2O=I2+Cl-+2OH-
其中,碘离子(如碘盐或氢碘酸)可以被有效溴氧化
2I-+Br2=I2+2Br-
2I-+BrO-+H2O=I2+Br-+2OH-
杀菌溶液的有效碘含量不低于1mg/L,其中优选为1-200000mg/L,再优选为1-100000mg/L,更优选为1-50000mg/L,最优选为1-25000mg/L。
杀菌溶液的氧化还原电位值不低于500mV,其中优选为500-1500mV,再优选为500-1400mV,又优选为500-1300mV,最优选为500-1200mV。
杀菌溶液的电导率不高于100S/m。其中优选为不高于80S/m,又优选为不高于60S/m,还优选为不高于40S/m,再优选为不高于20S/m,最优选为10-4-20S/m。
以下结合实施例详细说明本发明,Κ代表电导率。
实施例1:配置含有效碘的杀菌溶液
含碘溶液([有效碘]300g/L,顺丁烯二酸二钾1M),滴加浓盐酸至pH=2.0,制得含碘溶液1(pH=2.0,[有效碘]300g/L,ORP1500mV,Κ=100S/m);
含碘溶液([有效碘]200g/L,酒石酸二钾1.6M),滴加浓盐酸至pH=3.0,制得含碘溶液2(pH=3.0,[有效碘]200g/L,ORP1400mV,Κ=80S/m);
含碘溶液([有效碘]100g/L,戊二酸二钾1.5M),滴加浓盐酸至pH=4.0,制得含碘溶液3(pH=4.0,[有效碘]100g/L,ORP1300mV,Κ=60S/m);
含碘溶液([有效碘]50g/L,羟基丁二酸二钾1.6M),滴加浓盐酸至pH=5.0,制得含碘溶液4(pH=5.0,[有效碘]50g/L,ORP1200mV,Κ=40S/m);
含碘溶液([有效碘]25g/L,戊二酸二钾1M),滴加浓盐酸至pH=6.0,制得含碘溶液5(pH=6.0,[有效碘]25g/L,ORP1000mV,Κ=20S/m);
含碘溶液([有效碘]1mg/L),调至pH=7.0,制得含碘溶液6(pH=7.0,[有效碘]1mg/L,ORP600mV,Κ=1S/m);
含碘溶液([有效碘]1g/L,磷酸三钾0.15M),滴加浓盐酸至pH=8.0,制得含碘溶液7(pH=8.0,[有效碘]1g/L,ORP700mV,Κ=5S/m);
含碘溶液([有效碘]5g/L,磷酸三钾0.25M),滴加浓盐酸至pH=9.0,制得含碘溶液8(pH=9.0,[有效碘]5g/L,ORP800mV,Κ=10S/m)。
实施例2:配置含有效碘的杀菌溶液
含碘溶液([有效碘]100g/L,丙烯酸钾2M),滴加浓盐酸至pH=4.0,制得含碘溶液1(pH=4.0,[有效碘]100g/L,ORP1300mV,Κ=60S/m);
含碘溶液([有效碘]75g/L,乙酸1.5M),氢氧化钾调至pH=5.0,制得含碘溶液2(pH=5.0,[有效碘]75g/L,ORP1350mV,Κ=40S/m);
含碘溶液([有效碘]50g/L,戊二酸1.2M),氢氧化钠调至pH=6.0,制得含碘溶液3(pH=6.0,[有效碘]50g/L,ORP1200mV,Κ=20S/m);
含碘溶液([有效碘]2mg/L)与乙醇1:1混合,调至pH=7.0,制得含碘溶液4(pH=7.0,[有效碘]1mg/L,ORP800mV,Κ=10-4S/m);
含碘溶液([有效碘]1g/L,含20%乙醇),氢氧化钠至pH=8.0,制得含碘溶液5(pH=8.0,[有效碘]1g/L,ORP600mV,Κ=10-2S/m);
含碘溶液([有效碘]25g/L),氢氧化钠调至pH=9.0,制得含碘溶液6(pH=9.0,[有效碘]25g/L,ORP900mV,Κ=1S/m)。
实施例3:配置10L含有效碘的杀菌溶液
固体碘制剂200g([有效碘]50g)与无水硫酸钠0.6mol,混合包装,制得有效碘提供单元A1。A1溶于1L水后,再调至pH=6.0,制得含碘溶液1(pH=6.0,[有效碘]50g/L,ORP1200mV,Κ=20S/m)。
固体碘制剂80g([有效碘]25g)与无水硫酸钠0.2mol,混合包装,制得有效碘提供单元A2。A2溶于1L水后,再调至pH=7.0,制得含碘溶液2(pH=7.0,[有效碘]25g/L,ORP1000mV,Κ=10S/m)。
固体碘制剂0.8g([有效碘]0.2g),独立分装,制得有效碘提供单元A3。A3溶于100L水后,再与丙三醇1:1混合均匀,并调至pH=8.0,制得含碘溶液3(pH=8.0,[有效碘]1mg/L,ORP600mV,Κ=10-4S/m)。
实施例4:配置10L含碘溶液
酒石酸3mol,独立分装,制得pH值调节单元A1。
酒石酸二钠1mol,独立分装,制得pH值调节单元A2。
固体碘制剂200g,制得有效碘提供单元B1(总有效碘50g)。
10L水,独立分装,制得C单元。
使用时,将A1/A2单元依次分别溶于C单元中,最终形成pH值调节单元C1。B1单元再溶于C1单元,制得含碘溶液(pH2-4,ORP900-1000mV,[有效碘]5000mg/L,Κ=5S/m)。
实施例5:配置10L含碘溶液
配置盐酸溶液(0.1M),取10L,灌装,制得pH值调节单元A1。
固体碘制剂100g(有效碘20g),乙酸钠2mol,无水硫酸钠1mol,混合包装,制得有效碘提供单元B1(总有效碘20g);
使用时,将A1B1单元混合,使B1单元溶解,制得10L含碘溶液(pH4-6,ORP800-900mV,[有效碘]2000mg/L,Κ=5.8S/m)。
实施例6:配置10L含碘溶液
制备不同的pH值调节单元,A1-A8单元:
配置氢氧化钠水溶液(pH8-8.5),量取9.999L,得A1单元(pH8-9);
配置水溶液(pH=7.2),量取9.999L,得A2单元(pH=7-8);
配置盐酸水溶液(pH=6),量取9L,配置柠檬酸水溶液(pH=7),量取0.995L,两种酸液混合,得A3单元(pH6-7);
配置硫酸水溶液(pH=5),量取5L,配置硫酸锌水溶液(pH=6),量取4.99L,两种酸液混合,得A4单元(pH5-6);
配置乙酸水溶液(pH=4),量取5L,配置琥珀酸水溶液(pH=4),量取4.95L,两种酸液混合,得A5单元(pH4-5);
配置柠檬酸水溶液(pH=3.5),量取5L,配置硝酸铝水溶液(pH=3.5),量取4.7L,两种酸液混合,得A6单元(pH3-4);
配置硫酸锌水溶液(pH=3),量取5L,氯化铝水溶液(pH=3),量取4.6L,两种酸液混合,得A7单元(pH2-3);
配置盐酸水溶液(pH2),量取3L,配置酒石酸水溶液(pH3),量取3.7L,配置氯化锌水溶液(pH3),量取3L,三种酸液混合,得A8单元(pH2-3)。
制备不同的有效碘提供单元,B1-B8单元:
含碘溶液(pH9.1,有效碘10mg/ml),量取1ml,制得B1单元;
含碘溶液(pH9.1,有效碘100mg/ml),量取1ml,制得B2单元;
含碘溶液(pH9.1,有效碘100mg/ml),量取5ml,制得B3单元;
含碘溶液(pH9.1,有效碘100mg/ml),量取10ml,制得B4单元;
含碘溶液(pH9.1,有效碘100mg/ml),量取50ml,制得B5单元;
含碘溶液(pH9.1,有效碘100mg/ml),量取300ml,制得B6单元;
含碘溶液(pH9.1,有效碘100mg/ml),量取400ml,制得B7单元;
含碘溶液(pH9.1,有效碘200mg/ml),量取300ml,制得B8单元。
将pH值调节单元与有效碘提供单元混合,制得如下含碘溶液:
pH | ORP:mV | [有效碘](mg/L) | Κ(S/m) | |
A1+B1 | 8-9 | 500-600 | 1 | 20 |
A2+B2 | 7-8 | 600-700 | 10 | 10-4 |
A3+B3 | 6-7 | 600-700 | 50 | 10-3 |
A4+B4 | 5-6 | 700-800 | 100 | 10-2 |
A5+B5 | 4-5 | 800-900 | 500 | 10-1 |
A6+B6 | 3-4 | 90-1000 | 3000 | 1 |
A7+B7 | 2-3 | 1000-1100 | 4000 | 5 |
A8+B8 | 2-3 | 1000-1100 | 6000 | 10 |
实施例7:配置100L含碘溶液
配置盐酸水溶液(0.01M),取100L,制得pH值调节单元;配置相同的2份pH值调节单元,A1-A2。
配置盐酸水溶液(3M),取100L,制得pH值调节单元;配置相同的2份pH值调节单元,A3-A4。
固体碘制剂0.5g(有效碘0.1g),分装,制得有效碘提供单元B1(总有效碘0.1g);
固体碘制剂30Kg(有效碘15Kg),分装,制得有效碘提供单元B2(总有效碘15Kg);
固体碘制剂0.5g(有效碘0.1g),氢氧化钾299mol,无水硫酸钠160mol,混合,包装,制得有效碘提供单元B3(总有效碘0.1g);
固体碘制剂40Kg(有效碘20Kg),碳酸钾149.5mol,无水硫酸钠180mol,混合,包装,制得有效碘提供单元B4(总有效碘20Kg)。
使用时,将pH值调节单元与有效碘提供单元混合,使有效碘提供单元溶解,制得如下含碘溶液:
pH | ORP(mV) | [有效碘](mg/L) | Κ(S/m) | |
A1+B1 | 2.0 | 980 | 1 | 0.5 |
A2+B2 | 2.0 | 1497 | 150000 | 25 |
A3+B3 | 2.0 | 980 | 1 | 90 |
A4+B4 | 2.0 | 1497 | 200000 | 100 |
实施例8:配置100L含有效碘的杀菌溶液
配置盐酸水溶液(pH=0),取100L,制得pH值调节单元A1;
配置氯酸水溶液(pH=1),取100L,制得pH值调节单元A2;
配置溴酸水溶液(pH=2),取100L,制得pH值调节单元A3;
配置碘酸水溶液(pH=3),取100L,制得pH值调节单元A4;
配置硫酸水溶液(pH=4),取100L,制得pH值调节单元A5。
固体碘制剂40g(有效碘20g),氢氧化钠99.9mol,混合包装,制得有效碘提供单元B1(总有效碘20g);
固体碘制剂80g(有效碘40g),氢氧化钠9.99mol,混合包装,制得有效碘提供单元B2(总有效碘40g);
固体碘制剂120g(有效碘60g),碳酸钠0.571mol,混合包装,制得有效碘提供单元B3(总有效碘60g);
固体碘制剂160g(有效碘80g),柠檬酸三钠1mol,混合包装,制得有效碘提供单元B4(总有效碘80g);
固体碘制剂200g(有效碘100g),磷酸三钠0.009mol,混合包装,制得有效碘提供单元B5(总有效碘100g)。
使用时,将pH值调节单元与有效碘提供单元混合,使有效碘提供单元溶解,制得如下含有效碘的杀菌溶液:
实施例9:配置100L微碱性含有效碘的杀菌溶液
配置硫酸水溶液(0.4062M),取100L,制得pH值调节单元A1。
配置甲磺酸水溶液(0.8125M),取100L,制得pH值调节单元A2。
配置硫酸水溶液(0.1M),取100L,制得pH值调节单元A3。
配置苯磺酸水溶液(0.2M),取100L,制得pH值调节单元A4。
固体碘制剂0.3g(有效碘0.1g),磷酸三钾80mol,无水硫酸钠80mol,混合包装,制得有效碘提供单元B1(总有效碘0.1g)。
固体碘制剂20Kg(有效碘10Kg),磷酸三钾80mol,无水硫酸钠125mol,混合包装,制得有效碘提供单元B2(总有效碘10Kg)。
固体碘制剂0.3g(有效碘0.1g),碳酸钠15mol,混合包装,制得有效碘提供单元B3(总有效碘0.1g)。
固体碘制剂4.5Kg(有效碘1.5Kg),碳酸钠15mol,混合包装,制得有效碘提供单元B4(含有效碘1.5Kg)。
使用时,将pH值调节单元与有效碘提供单元混合,使有效碘提供单元溶解,制得如下含碘溶液:
pH | ORP(mV) | [有效碘](mg/L) | Κ(S/m) | |
A1+B1 | 9.0 | 500 | 1 | 50 |
A2+B2 | 9.0 | 1020 | 100000 | 70 |
A3+B3 | 9.0 | 500 | 1 | 3 |
A4+B4 | 9.0 | 930 | 50000 | 8 |
实施例10:配置10L含有效碘的杀菌溶液
配置氢氧化钠溶液(pH=8.0),量取9.99L,制得pH值调节单元A1。
配置盐酸水溶液(pH=4),量取5L,制得pH值调节单元A2。
配置3-丁烯酸水溶液(3M),量取5L,制得pH值调节单元A3。
含碘溶液(pH=9.1),量取10ml,制得有效碘提供单元B1,含有效碘1mg/ml。
含碘溶液,量取5L,添加氢氧化钠0.5mmol(pH≈10),制得有效碘提供单元B2,含有效碘4g/L。
含碘溶液,量取5L,添加氢氧化钠7.5mol,制得有效碘提供单元B3,含有效碘10g/L。
将pH值调节单元与有效碘提供单元混合,制得如下含有效碘的杀菌溶液:
氧化电位水 | pH | ORP:mV | [有效碘]:mg/L | Κ(S/m) |
A1+B1 | 7-9 | 500-700 | 1 | 10 |
A2+B2 | 6-8 | 700-800 | 2000 | 20 |
A3+B3 | 4-6 | 800-900 | 5000 | 60 |
实施例11:配置10L微碱性含碘溶液(pH=7.0-9.0)
配置氢氧化钠溶液(pH=7-7.1),取5L,配置氢氧化钾溶液(pH=7-7.1),取4.999L,两种碱液混合,得pH值调节单元A1(pH=7-7.1);
配置氢氧化钠溶液(pH=7-7.1),取9L,配置二乙胺溶液(pH=7-7.1),取0.999L,两种碱液混合,得pH值调节单元A2(pH=7-7.1);
配置氢氧化钠溶液(pH=7-7.1),取9L,配置乙酸钠溶液(pH=7-7.1),取0.995L,两种碱液混合,得pH值调节单元A3(pH=7-7.1);
配置三乙胺溶液(pH=7-7.1),取5L,配置三乙醇胺溶液(pH=7-7.1),取4.995L,两种碱液混合,得pH值调节单元A4(pH=7-7.1);
配置三乙胺溶液(pH=8-8.1),取9L,配置碳酸钠溶液(pH=8-8.1),取0.985L,两种碱液混合,得pH值调节单元A5(pH=8-8.1);
配置碳酸钠溶液(pH=8-8.1),取5L,配置丙酸钠溶液(pH=8-8.1),取4.3L,两种碱液混合,得pH值调节单元A6(pH=8-8.5);
氢氧化钠溶液(pH8-8.5),取4L,三乙胺溶液(pH8-8.5),取3L,丁酸钠溶液(pH8-8.5),取2.2L,三种碱液混合,得pH值调节单元A7(pH=8-8.5)。
制备不同的有效碘提供单元,B1-B7单元:
含碘溶液(pH9.1),量取1ml,制得B1单元,含有效碘10mg/ml;
含碘溶液(pH9.1),量取1ml,制得B2单元,含有效碘100mg/ml;
含碘溶液(pH9.1),量取5ml,制得B3单元,含有效碘50mg/ml;
含碘溶液(pH9.1),量取5ml,制得B4单元,含有效碘100mg/ml;
含碘溶液(pH9.1),量取15ml,制得B5单元,含有效碘50mg/ml;
含碘溶液(pH9.1),量取700ml,制得B6单元,含有效碘100mg/ml;
含碘溶液(pH9.1),量取800ml,制得B7单元,含有效碘100mg/ml。
将pH值调节单元与有效碘提供单元混合,制得如下含有效碘的杀菌溶液:
氧化电位水 | pH | ORP:mV | 有效碘(mg/L) | Κ(S/m) |
A1+B1 | 7-8 | 600-700 | 1 | 10-4 |
A2+B2 | 7-8 | 600-700 | 10 | 10-3 |
A3+B3 | 7-8 | 600-700 | 25 | 10-2 |
A4+B4 | 7-8 | 600-700 | 50 | 10-1 |
A5+B5 | 8-9 | 500-600 | 75 | 1 |
A6+B6 | 8-9 | 700-800 | 7000 | 5 |
A7+B7 | 8-9 | 700-800 | 8000 | 10 |
实施例12:配置10L含有效碘的杀菌溶液
柠檬酸粉末1mol,分装,制得pH值调节单元A1。
含碘溶液,量取10L,添加氢氧化钠0.5mol,灌装,封口,制得有效碘提供单元B1,含有效碘9g/L。
使用时,将pH值调节单元与有效碘提供单元混合,溶解,制得10L含有效碘的杀菌溶液(pH2-4,ORP1000-1100mV,有效碘9000mg/L,Κ=7.5S/m)。
实施例13:配置10L含有效碘的杀菌溶液
柠檬酸粉末1mol,独立分装,制得pH值调节单元A1。
氢氧化钠2.5mol,独立分装,制得pH值调节单元A2。
固体碘制剂300g,独立分装,制得有效碘提供单元B1(有效碘100g)。
使用时,将B1单元溶于10L水中,形成含碘单元C1。A1/A2单元依次分别溶于C1单元,制得10L含有效碘的杀菌溶液(pH6-8,ORP800-900mV,有效碘10000mg/L,Κ=20S/m)。
实施例14:配制10L含有效碘的杀菌溶液
柠檬酸锌固体粉末,称量0.2mol,制得pH值调节单元;
固体碘制剂,称量30mg,制得有效碘提供单元(含有效碘10mg);
pH值调节单元与有效碘提供单元混合一元包装或者独立二元分装。
使用前,将上述物质溶于10L水,制得含有效碘的杀菌溶液(pH3-5,ORP800-900mV,有效碘1mg/L,Κ=2S/m)。
实施例15:配制10L含有效碘的杀菌溶液
氯化锌粉末,称量3mol,独立分装,制得pH值调节单元A1;
乙酸钠,称量6mol,独立分装,制得pH值调节单元A2;
固体碘制剂500g,独立分装,制得有效碘提供单元B1(有效碘150g);
水,量取10L,独立分装,,制得C单元。
使用时,将A1/A2单元同时置于C单元中溶解,形成酸性单元C1;然后将B1单元置于C1单元中溶解,形成含有效碘的杀菌溶液(pH4-6,ORP900-1000mV,有效碘15000mg/L,Κ=30S/m)。
实施例16:配制10L含有效碘的杀菌溶液
硝酸锌粉末,称量5mol,独立分装,制得pH值调节单元A1;
乙酸钠粉末,称量5mol,独立分装,制得pH值调节单元A2;
乳酸钠粉末,称量5mol,独立分装,制得pH值调节单元A3;
固体碘制剂,称量500g,制得有效碘提供单元B1(含有效碘200g);
水,量取10L,分装,制得C单元。
使用时,将B1单元置于C单元中溶解,形成含碘单元C1;然后将A1/A2/A3单元依次或一次性置于C1单元中溶解,形成含有效碘的杀菌溶液(pH6-8,ORP1000-1100mV,有效碘20000mg/L,Κ=20S/m)。
实施例17:配置10L含有效碘的杀菌溶液
原料A,硫酸氢钠粉末,称取5mol。
原料B,柠檬酸三钾,称量10mol。
原料C,固体碘制剂600g,含有效碘300g。
原料D,无水硫酸钠(干燥剂),称量5mol。
原料E,高氯酸钠(强化剂),称量5mol。
将A-E原料混合均匀后,一元包装,制得C单元。
将上述C单元置于10L水中溶解,待溶液的pH≤9.0后,制得含有效碘的杀菌溶液(pH5-8,ORP1000-1100mV,有效碘30000mg/L,Κ=70S/m)。
实施例18:配置10L含有效碘的杀菌溶液
磷酸钠溶液(0.01M,含乙醇30%,pH=7.0),量取10L,制得pH值调节单元。
固体碘制剂100mg,无水硫酸钠100mg,混合包装,制得有效碘提供单元(总有效碘10mg)。
将pH值调节单元与有效碘提供单元混合,溶解,制得10L含有效碘的杀菌溶液(pH6-8,ORP500-700mV,有效碘1mg/L,Κ=10-4S/m)。
实施例19:配置10L含有效碘的杀菌溶液
配置亚磷酸水溶液(pH=3.0),量取10L,制得pH值调节单元。
固体碘制剂800g,无水硫酸钠3mol,上述物质混合包装,制得有效碘提供单元(总有效碘400g)。
将pH值调节单元与有效碘提供单元混合,溶解,制得10L含有效碘的杀菌溶液(pH2-3,ORP1200-1300mV,有效碘40000mg/L,Κ=15S/m)。
实施例20:配置1000L含有效碘的杀菌溶液
电解产生酸性氧化电位水(pH5-7,有效氯迅速分解),量取1000L,灌装,封口,制得pH值调节单元。
固体碘制剂150Kg,无水氯化钙1000mol,上述物质混合包装,制得有效碘提供单元(总有效碘60Kg)。
使用时,将pH值调节单元与有效碘提供单元混合,制得含有效碘的杀菌溶液(pH5-7,ORP1150-1300mV,有效碘60000mg/L,Κ=90S/m)。
实施21:配置10L含有效碘的杀菌溶液
原料A:碘化钠,称取2mol,独立包装。
原料B:浓硫酸(30%),量取1L,独立防腐包装。
将A、B原料混合30分钟后,再用99L的水稀释,pH调至4.0,制得100L含碘溶液(pH4.0,ORP800-900mV,有效碘1500mg/L,Κ=2.5S/m)。
实施22:配置10L含有效碘的杀菌溶液
原料A:碘化钠,称取10mol,独立包装。
原料B:氯酸(2M),量取1L,独立防腐包装。
将A、B原料混合30分钟后,再用99L的水稀释,pH调至5.0,制得100L含碘溶液(pH5.0,ORP700-800mV,有效碘5000mg/L,Κ=15S/m)。
实施23:配置10L含有效碘的杀菌溶液
原料A:碘化钠,称取10mol,独立包装。
原料B:高溴酸(3M),量取1L,独立防腐包装。
将A、B原料混合30分钟后,再用99L的水稀释,pH调至6.0,制得100L含碘溶液(pH6.0,ORP700-800mV,有效碘10000mg/L,Κ=25S/m)。
实施24:配置10L含有效碘的杀菌溶液(混合有效卤素)
原料A:氢碘酸溶液(0.6M),量取100ml,独立包装。
原料B:次氯酸钠溶液(0.1M),量取100ml,添加0.05mol氢氧化钠(pH=13.70),独立防腐包装。
将A、B原料混合30分钟后,再用9.8L的水稀释,制得10L含有效碘的杀菌溶液(pH6-8,ORP900-1000mV,有效氯500mg/L,有效碘800mg/L,Κ=15S/m)。
实施25:配置10L含有效碘的杀菌溶液(混合有效卤素)
原料A:碘化钾,称取2mol,独立包装。
原料B:二溴海因,称取200g(有效溴50g),独立防腐包装。
将A、B原料混合后,再用10L的水稀释,制得10L含有效碘的杀菌溶液(pH6-8,ORP800-900mV,有效溴1000mg/L,有效碘3000mg/L,Κ=10S/m)。
实施例26:配置1L含有效碘的杀菌溶液
原料A:盐酸溶液(pH=0)10ml,独立包装。
原料B:含碘溶液(pH=7.0),量取10ml(有效碘85g/L),独立包装。
将上述物质置于0.98L水中稀释,制得1L含有效碘的杀菌溶液(pH2-3,ORP1000-1100mV,有效碘850mg/L,Κ=2S/m)。
实施例27:配置10L含有效碘的杀菌溶液
原料A:酸性水溶液(pH2-3,Κ=150S/m)。原料A进行如下预处理,去除导电离子,降低电导率:
方法1,原料A低温下(3℃)静置24小时,结晶,过滤、超滤,去除不溶物后,得到原料A1(pH2-3)。
方法2,原料A通过活性炭吸附层析柱及离子交换树脂层析柱,流出液调整pH,得到原料A2(pH2-3)。
方法3,原料A通过纳滤膜及离子选择膜,去除导电离子,滤液调整pH,得到原料A3(pH2-3)。
方法4,原料A经电渗析,在一定电场下通过离子渗透膜,降低电导率,调整pH,得到原料A4(pH2-3)。
分别量取原料A1-A4各10L,灌装,制得pH值调节单元A1-A4。
原料B:固体碘制剂,称取200g,分装,得有效碘提供单元B(有效碘50g)。制备相同B单元4份。
将A1-A4分别与一份B单元混合,制得如下含碘溶液1-4:
氧化电位水 | pH | ORP:mV | 有效碘(mg/L) | Κ(S/m) |
A1+B | 2-3 | 1000-1100 | 5000 | 10 |
A2+B | 2-3 | 1000-1100 | 5000 | 0.5 |
A3+B | 2-3 | 1000-1100 | 5000 | 5 |
A4+B | 2-3 | 1000-1100 | 5000 | 60 |
上述含碘溶液4继续后处理,去除导电离子,降低电导率
方法1,含碘溶液4快速通过活性炭吸附层析柱,得到含碘溶液5(pH2-3,有效碘4700mg/L,ORP1000-1100mV,Κ=10S/m)。
方法2,含碘溶液4低温下(5-10℃),快速依次通过离子交换膜、纳滤膜及活性炭吸附层析柱,得到含碘溶液6(pH2-3,有效碘4000mg/L,ORP1000-1100mV,Κ=1S/m)。
方法3,含碘溶液4与无水乙醇混合(体积比99:1),0℃避光静置2小时,快速超滤、纳滤,得到含碘溶液7(pH2-3,有效碘4300mg/L,ORP1000-1100mV,Κ=0.1S/m,含乙醇1%)。
方法4,含碘溶液4与无水乙醇混合(体积比4:1),0℃避光静置2小时,结晶,依次快速通过常规过滤膜、超滤膜、纳滤膜,得到含碘溶液8(pH2-3,有效碘3600mg/L,Κ=10-2S/m,ORP1000-1100mV,含乙醇20%)。
方法5,含碘溶液4与无水乙醇混合(体积比3:7),0℃避光静置2小时,结晶,依次快速常规过滤、超滤、纳滤,得到含碘溶液9(pH3-5,有效碘1000mg/L,Κ=10-3S/m,ORP1000-1100mV,含乙醇70%)。
方法6,含碘溶液4与无水乙醇及丙酮混合(体积比5:2:3),0℃避光静置2小时,结晶,依次快速通过常规过滤膜、超滤膜、纳滤膜,得到含碘溶液10(pH3-5,有效碘2000mg/L,Κ=10-4S/m,ORP1000-1100mV,含乙醇20%,含丙酮30%)。
含碘溶液的后处理会使有效碘部分损失,控制损失率可以满足不同的杀菌效果。
实施例28:配置10L含碘溶液
原料A:碳酸钠粉末,称量0.5mol,分装,制得pH值调节单元A。制备相同的3份pH值调节单元A。
原料B:含碘溶液(pH=0,Κ=130S/m)。原料B进行如下预处理,降低电导率:
方法1,原料B低温下(0℃)避光静置2小时,结晶,经超滤膜滤除沉淀,母液快速通过纳滤膜及活性炭吸附柱,去除部分离子,流出液调整pH,得到原料B1(pH=0,有效碘800mg/L,Κ=0.5S/m)。
方法2,原料B快速通过纳滤膜,去除水溶性离子,调整pH,得到原料B2(pH=0,有效碘950mg/L,Κ=10S/m)。
方法3,原料B经电渗析,在一定电场下快速通过离子渗透膜,去离子液再恢复pH,得到原料B3(pH=0,有效碘800mg/L,Κ=20S/m)。
经过上述处理,有效碘会有一定损失,其含量需要重新测定。
原料B1-B3各量取1L,灌装,制得有效碘提供单元B1-B3单元。
将B1-B3单元分别与一份A单元混合,制得如下含碘溶液
氧化电位水 | pH | ORP:mV | 有效碘(mg/L) | K(S/m) |
A+B1 | 5-7 | 700-800 | 800 | 5 |
A+B2 | 5-7 | 700-800 | 950 | 15 |
A+B3 | 5-7 | 700-800 | 800 | 25 |
上述含碘溶液3继续后处理,去除导电离子,降低电导率
方法1,含碘溶液3低温下(5-10℃)快速通过活性炭吸附层析柱及离子选择膜,流出液加入1,2-丙二醇(体积比1:4),0℃避光静置2小时,经超滤膜滤除不溶物,得到含碘溶液4(pH5-7,有效碘100mg/L,ORP700-800mV,Κ=10-4S/m,含1,2-丙二醇80%)。
方法2,含碘溶液3与1-丙醇、1,3-丙二醇混合(体积比7:2:1),0℃避光静置1小时,经超滤膜、纳滤膜过滤不溶物,得到含碘溶液5(pH5-7,有效碘450mg/L,ORP700-800mV,Κ=10-3S/m,含1-丙醇20%、1,3-丙二醇10%)。
方法3,含碘溶液3与甲醇、2-丙醇、1-丁醇混合(体积比60:25:14:1),0℃避光静置5小时,纳滤膜过滤,得到含碘溶液6(pH5-7,有效碘300mg/L,ORP700-800mV,Κ=10-2S/m,含甲醇25%、2-丙醇14%、1-丁醇1%)。
方法4,含碘溶液3与2-丁醇混合(体积比9:1),得到含碘溶液7(pH5-7,有效碘720mg/L,ORP700-800mV,Κ=10-1S/m,含2-丁醇10%)。
含碘溶液的后处理会使有效碘部分损失,控制损失率可以避免有效碘的损失造成杀菌效力的损失。
实施例29:配置含碘溶液
酸溶液(pH3-5,Κ=130S/m),通过反渗透膜,得到原料A(pH3-4,Κ=10S/m)。原料A取9L,灌装,制得pH值调节单元A。
含碘溶液(pH7.0,Κ=100S/m),低温下(3℃)经电渗析,在一定电场下快速通过离子选择膜,得到原料B(pH7.0,有效碘0.01g/ml,Κ=10S/m)。原料B称取1L,制得有效碘提供单元B。
使用时,将A单元与B单元混合,制得10L含碘溶液(pH3-5,,有效碘1000mg/L,ORP800-900mV,Κ=10S/m)。
实施例30:配置10L含碘溶液
酸水溶液(pH5-6),量取9.5L,制得pH值调节单元A(Κ=40S/m)。
含碘溶液(pH7.0,有效碘100g/L,Κ=40S/m),量取0.5L,制得有效碘提供单元B。
使用时,将A单元与B单元混合,制得10L含碘溶液(pH5-8,有效碘5000mg/L,ORP700-800mV,Κ=40S/m)。上述含碘溶液低温下(0℃)避光静置2小时,结晶,过滤沉淀,母液与丙三醇混合(体积比1:9),0℃避光静置1小时,过滤不溶物,制得含碘溶液(pH5-8,有效碘400mg/L,ORP700-800mV,Κ=10-4S/m,含丙三醇90%)。
实施例31:配置10L含碘溶液
水溶液(pH7-8,Κ=120S/m),5℃静置24小时,结晶,超滤,母液经纳滤膜过滤后,量取9.5L,制得pH值调节单元A(pH7-8,Κ=5S/m)。
含碘溶液(pH9.0,Κ=40S/m),酸化至pH7.0后,低温下(5-10℃)经电渗析,在一定电场下快速通过离子透析膜,去除水溶性离子,去盐液恢复至pH9.0,称取0.5L,制得有效碘提供单元B(pH9.0,有效碘100g/L,Κ=1S/m)。
使用时,将A单元与B单元混合后的混合溶液与乙二醇混合(体积比2:3),混合液0℃避光静置60分钟,快速超滤,制得含碘溶液(pH7-8,有效碘1900mg/L,ORP650-750mV,Κ=10-4S/m,含乙二醇60%)。
消毒效果试验:注,以下实验均在清洁条件下(加0.3%有机干扰物)进行。
以金黄色葡萄球菌代表细菌繁殖体中化脓性球菌;大肠杆菌代表细菌繁殖体中肠道菌;铜绿假单胞菌代表医院感染中最常分离的细菌繁殖体;白色葡萄球菌代表空气中的细菌;龟分枝杆菌脓肿亚种代表人结核分枝杆菌;枯草杆菌黑色变种芽孢代表细菌芽孢;白色念珠菌和黑曲霉菌代表致病性真菌;脊髓灰质炎病毒-Ⅰ型疫苗株(Poliovirus-Ⅰ)代表病毒;以耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA)和耐万古霉素肠球菌(VRE)代表耐药菌;副溶血性弧菌、单增李斯特菌代表水产品中的致病菌;鸡白痢沙门氏菌代表禽类致病菌;小麦条锈菌代表农业致病菌。
杀菌试验1(悬液定量),含有效碘的杀菌溶液杀灭对数及时间
试验品1,pH10.0、ORP400mV、有效碘1mg/L、Κ=100S/m
试验品2,pH10.0、ORP400mV、有效碘1mg/L、Κ=0.1S/m
试验品3,pH9.0、ORP500mV、有效碘1mg/L、Κ=100S/m
试验品4,pH9.0、ORP500mV、有效碘1mg/L、Κ=0.1S/m
试验品5,pH7.0、ORP700mV、有效碘1mg/L、Κ=100S/m
试验品6,pH7.0、ORP700mV、有效碘1mg/L、Κ=0.1S/m
试验品7,pH4.0、ORP900mV、有效碘1mg/L、Κ=100S/m
试验品8,pH4.0、ORP900mV、有效碘1mg/L、Κ=0.1S/m
试验品9,pH2.0、ORP1000mV、有效碘1mg/L、Κ=100S/m
试验品10,pH2.0、ORP1000mV、有效碘1mg/L、Κ=0.5S/m
试验品1-10作用60min后的杀灭对数参见表1。
表1作用时间60min后的杀灭对数
试验菌 | 试验品1 | 试验品3 | 试验品5 | 试验品7 | 试验品9 |
金黄色葡萄球菌 | <1.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 |
大肠杆菌 | <1.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 |
铜绿假单胞菌 | <1.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 |
白色念珠菌 | <1.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 |
黑曲霉菌 | <1.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 |
白色葡萄球菌 | <1.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 |
Poliovirus-Ⅰ | <1.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 |
龟分枝杆菌脓肿亚种 | <1.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 |
试验菌 | 试验品2 | 试验品4 | 试验品6 | 试验品8 | 试验品10 |
金黄色葡萄球菌 | <1.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 |
大肠杆菌 | <1.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 |
铜绿假单胞菌 | <1.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 |
白色念珠菌 | <1.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 |
黑曲霉菌 | <1.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 |
白色葡萄球菌 | <1.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 |
Poliovirus-Ⅰ | <1.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 |
龟分枝杆菌脓肿亚种 | <1.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 | >5.00 |
杀菌试验2(悬液定量),含有效碘的杀菌溶液杀灭对数及时间
试验品1,pH10.0、ORP950mV、有效碘50000mg/L、Κ=100S/m
试验品2,pH10.0、ORP950mV、有效碘50000mg/L、Κ=1S/m
试验品3,pH9.0、ORP1000mV、有效碘50000mg/L、Κ=100S/m
试验品4,pH9.0、ORP1000mV、有效碘50000mg/L、Κ=1S/m
试验品5,pH7.0、ORP1050mV、有效碘50000mg/L、Κ=100S/m
试验品6,pH7.0、ORP1050mV、有效碘50000mg/L、Κ=1S/m
试验品7,pH4.0、ORP1150mV、有效碘50000mg/L、Κ=100S/m
试验品8,pH4.0、ORP1150mV、有效碘50000mg/L、Κ=1S/m
试验品9,pH2.0、ORP1350mV、有效碘50000mg/L、Κ=100S/m
试验品10,pH2.0、ORP1350mV、有效碘50000mg/L、Κ=1S/m
试验品1-10作用10min后的杀灭对数参见表2。
表2作用时间10Min后的杀灭对数
金属腐蚀性试验,参照《2008年版 消毒技术规范》
试验材料1,铜;试验材料2,碳钢;试验材料3,铝。
试验材料1-3,制成圆形,直径24.00mm,厚1.0mm,穿一直径为2.0mm小孔,表面积总值约为9.80cm2。光洁度为6。
试验材料4,消毒液,不同电导率的含有效溴的杀菌溶液。
试验组,试验材料1或2或3去除附着物(充分去油,充分去氧化层,洗净);测量片的直径、厚度、孔径;50℃干燥1h,称重(作为试验前重量);悬挂于200ml试验材料4中,持续72小时,保持试验材料4的新鲜;取出金属片,去除腐蚀产物,洗净,50℃干燥1h,称重。
空白对照组,试验材料1或2或3按上述步骤重复,但不经消毒剂浸泡。并计算其平均失重值。
按照以上公式计算腐蚀率。其中,R为腐蚀速率,mm/a(毫米/年);m为试验前金属片重量,g;mt为试验后金属片重量,g;mk为化学处理去除腐蚀产物样片失重值,g,试验中未进行化学清除处理者,计算时在公式中删去mk值;S为金属片的表面积总值,cm2;t为试验时间,h;d为金属材料密度,kg/m3。
腐蚀性试验1,根据上述步骤进行腐蚀性试验,腐蚀率数据如图1所示,由图1数据可得知:pH=2.0时,与不含有效碘(有效碘=0mg/L)的溶液比较,引入有效碘,与Κ协同作用,影响了溶液的金属腐蚀特性。同时可知,在pH/有效碘/Κ体系中,pH=2.0时,不同含量的有效碘/Κ,对金属具有相似的腐蚀特性,即pH=2.0/Κ>100S/m时,不同含量的有效碘体系对金属的腐蚀均产生突跃。
腐蚀性试验2,根据上述步骤进行腐蚀性试验,腐蚀率数据如图2所示,由图2数据可得知:pH=9.0时,与不含有效碘(有效碘=0mg/L)的溶液比较,引入有效碘,与Κ协同作用,影响了溶液的金属腐蚀特性。同时可知,在pH/有效碘/Κ体系中,pH=9.0时,不同含量的有效碘/Κ,对金属具有相似的腐蚀特性,即pH=9.0/Κ>100S/m时,不同含量的有效碘体系对金属的腐蚀均产生突跃。
比较图1、2可知,在pH/有效碘/Κ体系中,pH=2.0、9.0时,有效碘降低,使体系的腐蚀性降低,而且降低了突跃的显著性。
腐蚀性试验3,根据上述步骤进行腐蚀性试验,腐蚀率数据如图3所示,由图3数据可得知:在pH/有效碘/Κ体系中,有效碘=200000mg/L时,pH在2.0-9.0对金属具有相似的腐蚀特性,即有效碘=200000mg/L及Κ>100S/m时,pH在2.0-9.0的体系对金属的腐蚀性均产生突跃。
腐蚀性试验4,根据上述步骤进行腐蚀性试验,腐蚀率数据如图4所示,由图4数据可得知:在pH/有效碘/Κ体系中,有效碘=1mg/L时,pH在2.0-9.0同样对金属具有相似的腐蚀特性,即有效碘=1mg/L及Κ>100S/m时,pH在2.0-9.0的体系对金属的腐蚀性均产生突跃。
比较图3、4可知,在pH/有效碘/Κ体系中,有效碘≥1mg/L时,酸性的降低,使体系的腐蚀性降低,而且降低了突跃的显著性。
腐蚀性试验5,制备多种pH=2.0/有效碘=200000mg/L的杀菌溶液,使每一种杀菌溶液的阴离子组分固定,取不同的阳离子。阳离子分别为:溶液1(NH4 +),溶液2(Li+),溶液3(Na+),溶液4(K+),溶液5(Rb+),溶液6(Cs+),溶液7(NH4 +及Li+/Na+/K+/Rb+/Cs+),溶液8(Ba2+),溶液9(Sr2+),溶液10(Ca2+),溶液11(Mg2+),溶液12(Be2+),溶液13(Ba2+/Sr2+/Ca2+/Mg2+/Be2+),溶液14(Zn2+),溶液15(Ni2+),溶液16(Mn2+),溶液17(Cu2+),溶液18(Zn2+/Ni2+/Mn2+/Cu2+),溶液19(Al3+),溶液20(Cr3+),溶液21(V3+),溶液22(Co3+),溶液23(Fe3+),溶液24(Al3+/Cr3+及V3+/Co3+/Fe3+),溶液25(Sn4+),溶液26(Ti4+),溶液27(Zr4+),溶液28(Sn4+/Ti4+及Zr4+),溶液29(NH4 +及Li+/Na+/K+/Rb+/Cs+及Ba2+/Sr2+/Ca2+及Mg2+/Be2+及Zn2+/Ni2+/Mn2+/Cu2+),溶液30(NH4 +及Li+/Na+/K+/Rb+/Cs+及Al3+及Cr3+/V3+/Co3+/Fe3+),溶液31(NH4 +及Li+/Na+/K+/Rb+/Cs+及Sn4+/Ti4+/Zr4+),溶液32(Ba2+/Sr2+/Ca2+/Mg2+及Be2+/Zn2+/Ni2+/Mn2+/Cu2+及Al3+/Cr3+/V3+/Co3+及Fe3+),溶液33(Ba2+/Sr2+/Ca2+/Mg2+及Be2+/Zn2+/Ni2+/Mn2+/Cu2+及Sn4+/Ti4+/Zr4+),溶液34(Al3+/Cr3+/V3+/Co3+/Fe3+及Sn4+/Ti4+/Zr4+),溶液35(NH4 +及Li+/Na+/K+及Rb+/Cs+及Ba2+/Sr2+/Ca2+/Mg2+/Be2+及Zn2+/Ni2+/Mn2+/Cu2+及Al3+/Cr3+/V3+/Co3+及Fe3+/Sn4+/Ti4+/Zr4+),其中,组合阳离子的比例为等摩尔比例。根据上述步骤进行腐蚀性试验。腐蚀率数据如图5所示,pH2.0及有效碘200000mg/L时,不同的阳离子调节体系的电导率对金属产生相似的腐蚀特性。由图5数据可得知:对金属腐蚀性的影响的强弱顺序为:体系的pH/有效碘>体系的电导率>体系中阳离子性质的差异。
腐蚀性试验6,制备多种pH=2.0/有效碘=200000mg/L的杀菌溶液,使每一种杀菌溶液的阳离子组分固定,取不同的阴离子。阴离子分别为:溶液1(Cl-),溶液2(Br-),溶液3(I-),溶液4(NO3 -),溶液5(甲磺酸根离子),溶液6(SO4 2-),溶液7(一氯乙酸根离子),溶液8(二氯乙酸根离子),溶液9(三氯乙酸根离子),溶液10(一氯乙酸根离子/二氯乙酸根离子/三氯乙酸根离子),溶液11(三氟乙酸根离子),溶液12(Cl-/Br-/I-及NO3 -/一氯乙酸根离子/二氯乙酸根离子/三氯乙酸根离子/ClO3 -/BrO3 -/IO3 -/三氟乙酸根离子/SO4 2-及ClO4 -/BrO4 -/IO4 -/甲磺酸根离子),其中组合阴离子的比例为等摩尔比例。根据上述步骤进行腐蚀性试验。腐蚀率数据如图6所示,pH2.0及有效碘200000mg/L时,不同的阴离子调节体系的电导率对金属产生相似的腐蚀特性。由图6数据可得知:对金属腐蚀性的影响的强弱顺序为:体系的pH/有效碘>体系的电导率>体系中阴离子性质的差异。
腐蚀性试验7,制备多种pH=2.0/有效碘=1mg/L的杀菌溶液,其中溶液1-35的阴离子组分固定,取不同的阳离子,其阳离子选取对应腐蚀性试验5中的溶液1-35;溶液36-47的阳离子组分固定,取不同的阴离子,其阴离子选取对应腐蚀性试验6中的溶液1-12。根据上述步骤进行腐蚀性试验。腐蚀率数据如图7所示,pH2.0/有效碘1mg/L时,不同的离子调节体系的电导率对金属产生相似的腐蚀特性。由图7数据可得知:对金属腐蚀性的影响的强弱顺序为:体系的pH/有效碘>体系的电导率>体系中离子性质的差异。
腐蚀性试验8,制备多种pH=9.0/有效碘=200000mg/L的杀菌溶液,使每一种杀菌溶液的阴离子组分固定,取不同的阳离子。阳离子分别为:溶液1(NH4 +),溶液2(Li+),溶液3(Na+),溶液4(K+),溶液5(Rb+),溶液6(Cs+),溶液7(NH4 +及Li+/Na+/K+/Rb+/Cs+),溶液8(Ba2+),溶液9(Sr2+),溶液10(Ca2+),溶液11(Ba2+/Sr2+/Ca2+),溶液12(NH4 +及Li+/Na+/K+/Rb+/Cs+及Ba2+/Sr2+/Ca2+),溶液13(含NH4 +/Li+/Na+/K+/Rb+/Cs+及Ba2+/Sr2+/Ca2+及Mg2+/Cu2+/Zn2+/Sn4+及Fe3+/Cr3+及Al3+),其中,溶液1-12中组合阳离子的比例为等摩尔比例。根据上述步骤进行腐蚀性试验。腐蚀率数据如图8所示,pH9.0及有效碘200000mg/L时,不同的阳离子调节体系的电导率对金属产生相似的腐蚀特性。由图8数据可得知:对金属腐蚀性的影响的强弱顺序为:体系的pH/有效碘>体系的电导率>体系中阳离子性质的差异。
腐蚀性试验9,制备多种pH=9.0/有效碘=200000mg/L的杀菌溶液,使每一种杀菌溶液的阳离子组分固定,取不同的阴离子。阴离子分别为:溶液1(Cl-),溶液2(Br-),溶液3(I-),溶液4(NO3 -),溶液5(甲磺酸根离子),溶液6(SO4 2-),溶液7(Cl-/Br-/I-/NO3 -及ClO3 -/BrO3 -/IO3 -及ClO4 -/BrO4 -/IO4 -/SO4 2-/甲磺酸根离子),溶液8(一氯乙酸根离子),溶液9(二氯乙酸根离子),溶液10(三氯乙酸根离子),溶液11(三氟乙酸根离子),溶液12(乙酸根离子/丙酸根离子/丁酸根离子/戊酸根离子/己酸根离子),溶液13(乙酸根离子/羟基乙酸根离子/一氯乙酸根离子/二氯乙酸根离子/三氯乙酸根离子/三氟乙酸根离子),溶液14(丙烯酸根离子/丁烯酸根离子/戊烯酸根离子),溶液15(丁二酸根离子/戊二酸根离子/己二酸根离子),溶液16(丁二酸根离子/苹果酸根离子/酒石酸根离子),溶液17(顺丁烯二酸根离子/反丁烯二酸根离子),溶液18(柠檬酸根离子),溶液19(磷酸根离子),溶液20(Cl-/NO3 -及ClO3 -/ClO4 -/SO4 2-/甲磺酸根离子/乙酸根离子/三氟乙酸根离子/羟基乙酸根离子/丙烯酸根离子/丁二酸根离子/酒石酸根离子/丁烯二酸根离子/柠檬酸根离子/磷酸根离子),其中,组合阴离子的比例为等摩尔比例。根据上述步骤进行腐蚀性试验。腐蚀率数据如图9所示,pH9.0/有效碘200000mg/L时,不同的阴离子调节体系的电导率对金属产生相似的腐蚀特性。由图9数据可得知:对金属腐蚀性的影响的强弱顺序为:体系的pH/有效碘>体系的电导率>体系中阴离子性质的差异。
腐蚀性试验10,制备多种pH=9.0/有效碘=1mg/L的杀菌溶液,其中溶液1-13的阴离子组分固定,取不同的阳离子,其阳离子选取对应腐蚀性试验8中的溶液1-13;溶液14-33的阳离子组分固定,取不同的阴离子,其阴离子选取对应腐蚀性试验9中的溶液1-20。根据上述步骤进行腐蚀性试验。腐蚀率数据如图10所示,pH9.0/有效碘1mg/L时,不同的离子调节体系的电导率对金属产生相似的腐蚀特性。由图10数据可得知:对金属腐蚀性的影响的强弱顺序为:体系的pH/有效碘>体系的电导率>体系中离子性质的差异。
比较图5-10可知,在pH/有效碘/Κ体系中,影响金属腐蚀性的主要因素是pH/有效碘,其次是电导率的影响,再次是离子性质的差异。同时可知,不同的离子形成的电导率对金属腐蚀性具有类似影响。
腐蚀性试验11,根据上述步骤进行腐蚀性试验,腐蚀率数据如图11所示,由图11数据可得知:在pH/有效碘/Κ体系中,有效碘=200000mg/L时,pH在2.0-9.0对碳钢具有相似的腐蚀特性,即腐蚀途径1为主的阶段与腐蚀途径1及腐蚀途径2协同的阶段。其氢离子与金属的反应活性加速了电导率对金属腐蚀性的影响。
腐蚀性试验12,根据上述步骤进行腐蚀性试验,腐蚀率数据如图12所示,由图12数据可得知:在pH/有效碘/Κ体系中,有效碘=1mg/L时,pH在2.0-9.0同样对碳钢具有相似的腐蚀特性,即腐蚀途径1为主的阶段与腐蚀途径1及腐蚀途径2协同的阶段。其氢离子与金属的反应活性加速了电导率对金属腐蚀性的影响。
腐蚀性试验13,根据上述步骤进行腐蚀性试验,腐蚀率数据如图13所示,由图13数据可得知:在pH/有效碘/Κ体系中,有效碘=200000mg/L时,pH在2.0-9.0对铝具有相似的腐蚀特性,即腐蚀途径1为主的阶段与腐蚀途径1及腐蚀途径2协同的阶段。其氢离子与金属的反应活性加速了电导率对金属腐蚀性的影响。
腐蚀性试验14,根据上述步骤进行腐蚀性试验,腐蚀率数据如图14所示,由图14数据可得知:在pH/有效碘/Κ体系中,有效碘=1mg/L时,pH在2.0-9.0同样对铝具有相似的腐蚀特性,即腐蚀途径1为主的阶段与腐蚀途径1及腐蚀途径2协同的阶段。其氢离子与金属的反应活性加速了电导率对金属腐蚀性的影响。
比较图11-图14可知,pH/有效碘/Κ体系对铜或碳钢或铝等不同金属具有相似的综合腐蚀效果。
本发明的含有效碘的杀菌溶液的制备方法制备的杀菌溶液可降低对金属的腐蚀性,从而扩大了应用范围。在使用前,本发明的含有效碘的杀菌溶液的pH值调节单元和有效碘提供单元单独存放,当要使用时,再将pH值调节单元和有效碘提供单元混合,解决了含有效碘的杀菌溶液的储藏问题,使用非常方便。在制备本发明的含有效碘的杀菌溶液的过程中,增强了人为可调节性,可根据实际需求调节杀菌溶液的pH值、有效碘含量及ORP值。
以上公开的仅为本申请的几个具体实施例,但本申请并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化,都应落在本申请的保护范围内。
Claims (12)
1.一种杀菌溶液的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)提供含有有效碘或者可以产生有效碘的有效碘提供单元;
(2)提供pH值调节单元;
(3)将所述pH值调节单元与所述有效碘提供单元混合,使混合溶液的pH值在2-9间,有效碘含量不低于1mg/L,氧化还原电位为500-1300mV,电导率不高于100S/m,得到杀菌溶液。
2.如权利要求1所述的杀菌溶液的制备方法,其特征在于,所述杀菌溶液的pH值在4-9间,其有效碘含量为1-100000mg/L,其电导率不高于60S/m。
3.如权利要求1所述的杀菌溶液的制备方法,其特征在于,所述杀菌溶液的pH值在6-8间,其氧化还原电位为500-1200mV,其有效碘含量为1-50000mg/L,其电导率为10-4-20S/m。
4.如权利要求1所述的杀菌溶液的制备方法,其特征在于,在步骤(1)中还包括:对所述有效碘提供单元进行降低电导率的预处理。
5.如权利要求1所述的杀菌溶液的制备方法,其特征在于,在步骤(2)中还包括:对所述pH值调节单元进行降低电导率的预处理。
6.如权利要求1所述的杀菌溶液的制备方法,其特征在于,在步骤(3)中还包括:对所述pH值调节单元与所述有效碘提供单元混合后的混合液进行降低电导率的后处理。
7.如权利要求4或5或6所述的杀菌溶液的制备方法,其特征在于,所述降低电导率的处理方法选自结晶法、膜分离法、电化学法、层析法、吸附法、离子交换法或加入可抑制电离的物质中的一种或者几种。
8.如权利要求7所述的杀菌溶液的制备方法,其特征在于,所述可抑制电离的物质包括可与水混溶或在水中具有一定溶解度的有机溶剂。
9.如权利要求8所述的杀菌溶液的制备方法,其特征在于,所述可与水混溶或在水中具有一定溶解度的有机溶剂选自甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丙三醇、丙酮的其中一种或几种。
10.一种杀菌溶液,其特征在于,所述杀菌溶液的pH值在2-9间,其有效碘含量不低于1mg/L,其氧化还原电位为500-1300mV,其电导率不高于100S/m。
11.如权利要求10所述的杀菌溶液,其特征在于,所述杀菌溶液的pH值在4-9间,其有效碘含量为1-100000mg/L,其电导率不高于60S/m。
12.如权利要求10所述的杀菌溶液,其特征在于,所述杀菌溶液的pH值在6-8间,其氧化还原电位为500-1200mV,其有效碘含量为1-50000mg/L,其电导率为10-4-20S/m。
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