CN105145626A - 一种芳香型固载凝胶状二氧化氯空气净化剂 - Google Patents

Abstract

本发明属于环境净化和日用化工领域，涉及一种芳香型固载凝胶状二氧化氯空气净化剂，所述净化剂，是由固相组分凝胶剂、缓释剂、二氧化氯发生物和填充剂的混合物与液相组分活化剂和香料的混合液组成，实验结果表明，所述净化剂利用二氧化氯杀灭细菌、去除异味、氧化分解有害物质，从而达到净化室内空气的目的。

Description

一种芳香型固载凝胶状二氧化氯空气净化剂

技术领域：

本发明属于环境净化和日用化工领域，涉及一种二氧化氯空气净化剂。

背景技术：

随着工业生产的飞速发展和科技的进步，空气污染问题越来越突出，已严重影响和威胁到人类的健康。如何，保持空气清洁，净化环境卫生，一直都是全社会人们关注的重点问题。

二氧化氯(Cl0₂)是目前国际上公认的安全、无毒、高效消毒剂，具有杀菌效率高、杀菌谱广、作用速度快、反应物无残留毒性等特点，广泛应用于各行各业，被世界卫生组织(WHO)和世界粮农组织(FAO)列为A1级安全消毒剂。

二氧化氯是一种强氧化剂，其微生物杀菌效力是氯气的2.63倍。它不仅能杀死微生物，而且分解残留的细胞组织，具有持续的杀菌后效应，且不会生成致癌的三氯甲烷。然而，二氧化氯是一种十分活泼和不稳定的黄绿色气体，且溶液易挥发，一般不便制成压缩气体或浓缩溶液，极大降低了二氧化氯的使用方便性。

随着科学技术的发展，人们对于一种缓释技术有了新的认知和实践。所述的缓释技术，是指在一个特定的体系内，采取某些措施以减少某种活性物质的释放速率，从而在某段时间内，体系中的活性物质可以维持有效浓度，目的物按一定规律缓慢释放。

本发明的实验研究表明，凝胶可以起到缓释作用，其原理是：在体系内部，固化剂与交联剂交联所形成的网状阻力结构，能够减缓二氧化氯发生物与活化剂的结合速率，大大减缓反应速率；反应生成的二氧化氯气体受到网状阻力结构和阻挥剂的影响，导致传质速率降低，从而减缓二氧化氯向空气中的扩散速率。本发明所述芳香型固载凝胶状二氧化氯空气净化剂，迄今尚未见有国内外相关报道。

发明内容：

本发明提供一种持续有效均匀释放低浓度二氧化氯的凝胶状空气净化剂。所述净化剂利用二氧化氯杀灭细菌、去除异味、氧化分解有害物质，从而达到净化室内空气的目的。

本发明所述净化剂，是由固相组分凝胶剂、缓释剂、二氧化氯发生物和填充剂的混合物以及液相组分活化剂和香料的混合液组成。

本发明还提供一种制备芳香型固载凝胶状二氧化氯空气净化剂的方法。根据所述方法，制备过程中，筛选出最适的凝胶剂、缓释剂、填充剂和二氧化氯发生物，同时为避免二氧化氯溶液的不稳定特性，改用固体二氧化氯发生物，作为二氧化氯的发生剂，以确保运输过程中的安全性。

本发明的技术方案和主要步骤如下：

原料重量份为：

液相：活化剂1～20份

香料1～5份

水余量

优选地，所述凝胶剂为：接枝淀粉、羟甲基化淀粉、磷酸酯化淀粉、淀粉黄原酸盐、接枝纤维素、羟甲基化纤维素、黄原酸化纤维素、聚丙烯酸盐类、聚丙烯酰胺、丙烯酸‐丙烯酰胺共聚物、聚乙烯醇类、聚氧化烷烃类、无机聚合物类、果胶、壳聚糖中的一种或多种组成的混合物。

优选地，所述缓释剂为：硬脂醇、聚乙二醇、聚乙二醇单硬脂酯、甘油三酯、乙基纤维素、醋酸纤维素、海藻酸钠、羟丙甲基纤维素中的一种或多种组成的混合物。

优选地，所述二氧化氯发生物为：氯酸钾、氯酸钠、亚氯酸钾、亚氯酸钠、亚氯酸钡中的一种或多种组成的混合物。

优选地，所述香料为：粉末葡萄香精、薰衣草香精、柠檬香精、甘草香精、玫瑰香精中的一种或多种组成的混合物。

优选地，所述填充剂为：碳酸钙、硫酸钠、硫酸钡、β‐环糊精、碳酸氢钠中的一种或多种组成的混合物。

优选地，所述活化剂为：磷酸二氢钠、醋酸、草酸、磷酸、柠檬酸、酒石酸、砷酸、甲酸、硼酸中的一种或多种组成的混合物。

所述净化剂的具体操作方法：

A：固相的配方：将凝胶剂、缓释剂、二氧化氯发生物、香料和填充剂分别在研磨机上研磨后，进行烘干、过筛处理，获得颗粒度为100目～200目的颗粒，之后将各个组分混匀分装，即可获得固相组分；

B：液相的配方：称取1～10份活化剂加入到自来水中，充分溶解后分装，即可获得液相组分。

优选地，步骤A中所述的干燥方法包括：

凝胶剂：将恒温干燥箱中的干燥温度设定为50～90摄氏度，干燥时间为5～9小时；

缓释剂：将恒温干燥箱中的干燥温度设定为60～90摄氏度，干燥时间为7～10小时；

二氧化氯发生物：将恒温干燥箱中的干燥温度设定为50～75摄氏度，干燥时间为5～7小时；

香料：将恒温干燥箱中的干燥温度设定为60～90摄氏度，干燥时间为5～9小时；

填充剂：将恒温干燥箱中的干燥温度设定为70～90摄氏度，干燥时间为5～8小时。

为了达到不同的释放速率，可以通过调整固相组分缓释剂、香料和填充剂中的一种或多种与凝胶剂、二氧化氯发生物配比来实现。

本发明还提供了所述空气净化剂的使用方法，所述方法为先加入固体组分，后加入液体组分；另一方法是先加入液相组分，后加入固相组分。

本发明的技术与现有技术相比，其优点如下：

(1)本发明产品性能稳定，以活化剂为主要成分的液相组分与市售的二氧化氯稳定液相比，更加安全，极大提升产品在存储和运输中的稳定性；

(2)本发明的配方组成配置合理，运用不同于市售净化剂的组成和使用方法，达到均匀缓慢释放二氧化氯的效果，同时本发明的产品杀菌效果，明显优于市售同类产品。

附图说明：

图1‐本发明与市售二氧化氯净化剂的二氧化氯释放速率比较

其中：红色曲线—市售净化剂二氧化氯释放速率；

黑色曲线—本发明净化剂二氧化氯释放速率

实施方式：

以下结合实施例对本发明作进一步说明，但不以此限制本发明。

《实施例1》芳香型固载凝胶状二氧化氯净化剂的配方组成

在本实施例中，该芳香型固载凝胶状二氧化氯净化剂的配方组成为：固相组分由凝胶剂15份、缓释剂5份、二氧化氯发生物10份、香料5份和填充剂5份组成；液相组分由活化剂5份和香料1份组成。

所述凝胶剂选用接枝淀粉；缓释剂选用聚乙二醇和羟丙甲基纤维素，按重量计，聚乙二醇和羟丙甲基纤维素的配比为3:2；二氧化氯发生物选用粉末状亚氯酸钠；香料选用柠檬香精；填充剂选用碳酸钙；活化剂选用柠檬酸和磷酸二氢钠的复合物，按重量计，柠檬酸和磷酸二氢钠的配比为2:1。

通过以下步骤进行制作：

A：固相组分：首先按照重量比分别称取凝胶剂15份、缓释剂5份、二氧化氯发生物10份、香料5份和填充剂5份，之后将其放置研磨机中进行研磨、烘干，然后过筛，获得颗粒度为200目的颗粒物，最后将各个组分放置搅拌机充分混匀，分装即可得固相组分。

步骤A中的烘干处理步骤包括：

凝胶剂：将恒温干燥箱中的干燥温度设定为50～70摄氏度，干燥时间为5～7小时；

缓释剂：将恒温干燥箱中的干燥温度设定为70～90摄氏度，干燥时间为8～10小时；

二氧化氯发生物：将恒温干燥箱中的干燥温度设定为50～70摄氏度，干燥时间为5～6小时；

香料：将恒温干燥箱中的干燥温度设定为70～90摄氏度，干燥时间为5～6小时；

填充剂：将恒温干燥箱中的干燥温度设定为80～90摄氏度，干燥时间为7～8小时。

B：液相组分：首先按照重量比分别称取柠檬酸2份，磷酸二氢钠1份，香料1份，之后将其溶解于150ml自来水中，混匀，分装到器皿内，即得液相组分。

《实施例2》芳香型固载凝胶状二氧化氯净化剂的配方组成

在本实施例中，该芳香型固载凝胶状二氧化氯净化剂的配方为：固相组分由凝胶剂45份、缓释剂5份、二氧化氯发生物30份、香料10份和填充剂9份组成；液相组分由活化剂16份和香料5份组成。

凝胶剂选用接枝淀粉；缓释剂选用聚乙二醇和羟丙甲基纤维素，按重量计，聚乙二醇和羟丙甲基纤维素的配比为5:3；二氧化氯发生物选用粉末状亚氯酸钠；香料选用柠檬香精；填充剂选用碳酸钙；活化剂选用柠檬酸和磷酸二氢钠的复合物，按重量计，柠檬酸和磷酸二氢钠的配比为3:5。

通过以下步骤进行制作：

A：固相组分：首先按照重量比分别称取凝胶剂45份、缓释剂5份、二氧化氯发生物30份、香料10份和填充剂9份，之后将其放置研磨机中进行研磨、烘干，然后过筛获得颗粒度为40目的颗粒物，最后将各个组分放置搅拌机充分混匀，分装即可得固相组分。

步骤A中的烘干处理步骤包括：

凝胶剂：将恒温干燥箱中的干燥温度设定为60～90摄氏度，干燥时间为7～9小时；

缓释剂：将恒温干燥箱中的干燥温度设定为60～90摄氏度，干燥时间为7～9小时；

二氧化氯发生物：将恒温干燥箱中的干燥温度设定为60～75摄氏度，干燥时间为5～7小时；

香料：将恒温干燥箱中的干燥温度设定为60～90摄氏度，干燥时间为6～9小时；

填充剂：将恒温干燥箱中的干燥温度设定为70～90摄氏度，干燥时间为5～7小时。

B：液相组分：首先按照重量比分别称取柠檬酸6份，磷酸二氢钠10份，之后将其溶解于300ml自来水中，混匀后，分装到器皿内，即得液相组分。

《实施例3》芳香型固载凝胶状二氧化氯净化剂的二氧化氯释放速率测定

本实施例中的检测方法，所有溶液均按照《中国药典2010版第二部》中的相关方法进行配置，二氧化氯的检测原理是以《生活饮用水标准检验方法-消毒剂指标》中碘量法测二氧化氯含量为基础，结合《消毒技术规范》中五步碘量法测定二氧化氯含量，衍生得到本专利中的二氧化氯检测方法。

1.硫代硫酸钠滴定液(0.05mol/L)的配置

取硫代硫酸钠13g与无水碳酸钠0.1g，加新沸过的冷水使其稀释定量至1000ml摇匀，放置一个月后过滤使用；

2.硫代硫酸钠标定液的配置

取120℃干燥至恒重的重铬酸钾0.15g，精密称定，至碘瓶中，加水50ml溶解，加碘化钾2.0g，轻轻震荡至溶解，加稀硫酸(小于或等于70％)40ml，摇匀密塞，在暗处放置10min，加水250ml稀释，用本液滴定至终点时，加淀粉指示剂3ml继续滴定至蓝色消失，而显示亮黄色，并将滴定的结果用空白实验校正。1ml硫代硫酸钠(0.1mol/L)相当于4.903mg重铬酸钾；

空白试验：不加基准物(重铬酸钾)，其他都添加，一般情况下以半滴0.02ml；

3.淀粉指示液的配置

取可溶性淀粉0.5g，加水5ml搅匀，缓慢倾入100ml沸水中，随加搅拌，继续煮沸2分钟，放冷，轻取上层清液，即的，本液应临用新制。

4.碘化钾淀粉指示剂的配置

取碘化钾0.2g，加入新制的淀粉指示液100ml使其溶解即得；

5.二氧化氯的释放速率检测

在测试瓶中加入碘化钾淀粉试剂50ml，将制备的凝胶状二氧化氯净化剂和市售的净化剂分别放置于不同测试瓶中央，之后进行密闭处理。待指示剂整体变蓝后，打开测试瓶取出指示剂4ml置于离心管中，缓慢滴加硫代硫酸钠溶液(0.01mol/L)至蓝色消失，分别记录硫代硫酸钠溶液的消耗量，对照组为指示剂溶液。

6.二氧化氯的检测原理及速率计算

二氧化氯与碘化钾的氧化还原反应：

在PH＝7时，2ClO₂+3KI→3KClO₂+I₂；

硫代硫酸钠与碘的氧化还原反应，

I₂+2Na₂S₂O₃＝Na₂S₄O₆+2NaI

二氧化氯释放速率计算公式：

$v_{\left(C102\right)}=\frac{C\×(V_1-V_0)\×M}{t}$

v_(ClO2)---二氧化氯释放速率，单位(ug/h)；

C----------硫代硫酸钠溶液的浓度(0.01mol/L)；

V₁--------实验组硫代硫酸钠溶液的体积(ul)；

V₀--------对照组硫代硫酸钠溶液的体积(ul)；

M--------二氧化氯的摩尔质量；

t----------释放时间(h)。

7.芳香型固载凝胶状二氧化氯净化剂的二氧化氯释放速率计算

根据6中的计算公式，用5中的数据计算，分别获得本发明中的凝胶状净化剂与市售净化剂的二氧化氯释放速率，之后利用OriginPro8.0软件对实验数据进行处理，结果见图1。

Claims (10)

1.一种芳香型固载凝胶状二氧化氯空气净化剂，其特征是，所述净化剂由固相和液相两种组分组成。

2.权利要求1所述的空气净化剂，其特征是，

所述固相组分含有：

所述液相组分含有：

活化剂1～20份

香料1～5份

水余量。

3.权利要求1、2所述的空气净化剂，其特征是，所述凝胶剂选自：接枝淀粉、羟甲基化淀粉、磷酸酯化淀粉、淀粉黄原酸盐、接枝纤维素、羟甲基化纤维素、黄原酸化纤维素、聚丙烯酸盐类、、聚丙烯酰胺、丙烯酸‐丙烯酰胺共聚物、聚乙烯醇类、聚氧化烷烃类、无机聚合物类、果胶、壳聚糖中的一种或多种组成的混合物。

4.权利要求1、2所述的空气净化剂，其特征是，所述缓释剂选自：硬脂醇、聚乙二醇、聚乙二醇单硬脂酯、甘油三酯、乙基纤维素、醋酸纤维素、海藻酸钠、羟丙甲基纤维素中的一种或多种组成的混合物。

5.权利要求1、2所述的空气净化剂，其特征是，所述二氧化氯发生物选自：氯酸钾、氯酸钠、亚氯酸钾、亚氯酸钠、亚氯酸钡中的一种或多种组成的混合物。

6.权利要求1、2所述的空气净化剂，其特征是，所述香料选自：粉末葡萄香精、薰衣草香精、柠檬香精、甘草香精、玫瑰香精中的一种或多种组成的混合物。

7.权利要求1、2所述的空气净化剂，其特征是，所述填充剂选自：碳酸钙、硫酸钠、硫酸钡、β‐环糊精、碳酸氢钠中的一种或多种组成的混合物。

8.权利要求1、2所述的空气净化剂，其特征是，所述活化剂选自：磷酸二氢钠、醋酸、草酸、磷酸、柠檬酸、酒石酸、砷酸、甲酸、硼酸中的一种或多种组成的混合物。

9.制备权利要求1、2所述空气净化剂的方法，其特征是，所述固相组分的配制是：将凝胶剂、缓释剂、二氧化氯发生物、香料和填充剂分别在研磨机上研磨后，进行烘干、过筛处理，获得颗粒度为40目～200目的颗粒，之后将各个组分混匀分装，即可获得固相组分；液相组分的配制是：称取1～20份活化剂加入到自来水中，充分溶解后分装，即可获得液相组分。

10.权利要求9所述的制备方法，其特征是，所述凝胶剂、缓释剂、二氧化氯发生物、香料和填充剂的干燥步骤为：

凝胶剂：将恒温干燥箱温度设定为50～90摄氏度，干燥时间为5～9小时；

缓释剂：将恒温干燥箱温度设定为60～90摄氏度，干燥时间为7～10小时；

二氧化氯发生物：将恒温干燥箱温度设定为50～75摄氏度，干燥时间为5～7小时；

香料：将恒温干燥箱温度设定为60～90摄氏度，干燥时间为5～9小时；

填充剂：将恒温干燥箱温度设定为70～90摄氏度，干燥时间为5～8小时。