CN110433623A - 一种可变色缓释消毒杀菌净化材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可变色缓释消毒杀菌净化材料，属于室内空气净化技术领域。本发明主要从溴酚蓝浓度、甲基橙浓度和柠檬酸浓度等三个因素去考虑，采用L9（34）进行正交试验，以选取最优浓度方案配合呈颜色指示剂，该颜色指示剂先将水解后的柠檬酸进行指色，随着柠檬酸的持续水解，导致柠檬酸的酸性减弱，混合后的材料颜色由红变黄；接着随着材料酸性的持续减弱，柠檬酸的酸性降低，造成颜色指示剂的变化由黄变蓝，当蓝色长时间保持在某一指示范围内时，则说明指示混合后的材料已经到达使用终点，即混合后材料中的亚氯酸盐即将耗尽或者已经耗尽，从而可以通过颜色指示剂的颜色变化来指示功能成分的耗竭程度。

Description

一种可变色缓释消毒杀菌净化材料
技术领域
本发明涉及一种可变色缓释消毒杀菌净化材料，属于室内空气净化技术领域。
背景技术
随着人们生活质量的日益提高，人们对生活健康息息相关的室内空气质量要求不断提高，不再仅仅满足于室内空气中甲醛等化学污染物的去除，对生活中常见的有害物质如细菌、病毒、霉菌、臭气等的去除也提出了要求。
目前主要采用缓释杀菌消毒净化材料来对室内的空气进行消毒、杀菌，但是现有缓释杀菌消毒净化材料一方面无法指示新鲜程度，另一方面无法指示材料的使用寿命，因此目前所使用的缓释杀菌消毒净化材料存在不足之处。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：提供一种可变色缓释消毒杀菌净化材料，它解决了现有缓释杀菌消毒净化材料一方面无法指示新鲜程度，另一方面无法指示材料的使用寿命，因此目前所使用的缓释杀菌消毒净化材料存在不足之处的问题。
本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
一种可变色缓释消毒杀菌净化材料，包括负载亚氯酸盐的无机多孔性载体材料5～15％、负载柠檬酸的无机多孔性载体材料15～25％、颜色指示剂1～5％；所述负载亚氯酸盐的无机多孔载体材料与所述柠檬酸和颜色指示剂的无机多孔载体材料之间的质量比为1:1～1:2；
所述柠檬酸浓度为20％～30％，所述颜色指示剂为甲基橙和溴酚蓝两种混合物，且所述甲基橙和溴酚蓝的浓度比为1:5～5:1。
作为优选实例，所述亚氯酸盐包括亚氯酸钠、亚氯酸钾、亚氯酸锂、亚氯酸镁、亚氯酸钡中的至少一种，所述无机多孔性载体材料包括硅藻土、沸石、蒙脱石、三氧化二铝中的至少一种。
作为优选实例，所述亚氯酸盐为亚氯酸钠，所述无机多孔性载体材料为硅藻土。
作为优选实例，所述柠檬酸浓度为20％、22.5％、25％、27.5％、30％中的一种，所述甲基橙浓度为1％、2％、3％、4％、5％中的一种，所述溴酚蓝浓度为1％、2％、 3％、4％、5％中的一种。
附图说明：
图1为溴酚蓝浓度对显色灵敏度评分影响的示意图；
图2为甲基橙浓度对显色灵敏度评分影响的示意图；
图3为柠檬酸浓度对显色灵敏度评分影响的示意图。
本发明的有益效果是：
本发明首先将负载亚氯酸盐的无机多孔载体材料与柠檬酸和颜色指示剂的无机多孔载体材料进行混合，在空气中少量水分的作用下，无机多孔性载体材料负载的柠檬酸，会长期缓慢的水解而发生离子化，具体反应机理如下：
电离出的H+通过渗透作用，通过颜色指示剂显示负载柠檬酸的无机多孔性载体材料的酸碱度，另外柠檬酸水解电离处的酸根离子与无机多孔性载体材料负载的亚氯酸盐进行以下反应5ClO2 -+4H+＝4ClO2↑+Cl-+2H2O，通过控制H+生成速率和作用过程，达到长期缓慢释放二氧化氯的目的，具有杀菌消毒作用,此时混合后材料酸性减弱，混合后的材料颜色由红变黄；
接着随着材料酸性的持续减弱，柠檬酸的酸性降低，造成颜色指示剂的变化由黄变蓝，当蓝色长时间保持在某一指示范围内时，则说明指示混合后的材料已经到达使用终点，即混合后材料中的亚氯酸盐即将耗尽或者已经耗尽，从而可以通过颜色指示剂的颜色变化来指示功能成分的耗竭程度。
具体实施方式
为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图例，进一步阐述本发明。
实施例
1、制备负载亚氯酸钠的无机多孔性载体材料，首先配制亚氯酸钠溶液，量取10L纯净水，配制25％浓度(即2.5Kg亚氯酸钠固体)的亚氯酸钠溶液，在水中溶解后，加入6kg粒度为2～5mm的硅藻土，全部沉浸在液体中，不停搅拌， 24h后，沥尽余液，80℃鼓风烘干，至含水量≤2％即可出炉冷却备用。
制备负载柠檬酸、颜色指示剂的无机多孔性载体材料，首先配制柠檬酸溶液，量取10L纯净水，加入25％浓度(即2.5Kg柠檬酸固体)的柠檬酸溶液，以及20g甲基红和溴酚蓝混合物在水中溶解后，浓度分别为80％、2％，再加入4kg 粒度为2～5mm的硅藻土，全部沉浸在液体中，不停搅拌，24h后，沥尽余液， 60℃鼓风烘干，至含水量≤5％即可出炉冷却备用。
将负载亚氯酸钠的无机多孔性载体材料、负载柠檬酸和颜色指示剂的无机多孔性载体材料按质量比1:1.5，分别分开包装，包装材料依次为铝箔袋封装、 PE塑料膜包装，使用前将两种功能材料充分混合即可。
本发明首先将负载亚氯酸盐的无机多孔载体材料与柠檬酸和颜色指示剂的无机多孔载体材料进行混合，在空气中少量水分的作用下，无机多孔性载体材料负载的柠檬酸，会长期缓慢的水解而发生离子化，具体反应机理如下：
电离出的H+通过渗透作用，通过颜色指示剂显示负载柠檬酸的无机多孔性载体材料的酸碱度，另外柠檬酸水解电离处的酸根离子与无机多孔性载体材料负载的亚氯酸盐进行以下反应5ClO2 -+4H+＝4ClO2↑+Cl-+2H2O，通过控制H+生成速率和作用过程，达到长期缓慢释放二氧化氯的目的，具有杀菌消毒作用,此时混合后材料酸性减弱，混合后的材料颜色由红变黄；
接着随着材料酸性的持续减弱，柠檬酸的酸性降低，造成颜色指示剂的变化由黄变蓝，当蓝色长时间保持在某一指示范围内时，则说明指示混合后的材料已经到达使用终点，即混合后材料中的亚氯酸盐即将耗尽或者已经耗尽，从而可以通过颜色指示剂的颜色变化来指示功能成分的耗竭程度。
本发明具体利用甲基橙浓度、溴酚蓝浓度和柠檬酸浓度作为单因素进行考察，以显色灵敏度评分作为指标，并利用正交实验法进行计算，对甲基橙、溴酚蓝和柠檬酸三种物质选用最优组合，从而起到对混合后材料进行颜色指示作用，具体方式如下：
1、单因素试验
A、溴酚蓝浓度的选择
分别取溴酚蓝浓度1％、2％、3％、4％和5％，在甲基橙浓度为3％，柠檬酸浓度为25％的条件下，且选取两种混合材料2kg，分别采用分光光度法进行测得显色灵敏度评分为指标为97.50、93.25、92.15、88.75、83.13，具体见附图1。
B、甲基橙浓度的选择
分别取甲基橙浓度1％、2％、3％、4％和5％，在溴酚蓝浓度为1％，柠檬酸浓度为25％的条件下，且选取两种混合材料2kg，分别采用分光光度法进行测得显色灵敏度评分为指标为75.34、78.63、97.50、86.25、83.73，具体见附图 2。
C、柠檬酸浓度的选择
分别取溴柠檬酸浓度为20％、22.5％、25％、27.5％和30％，在甲基橙浓度为 3％，溴酚蓝浓度为1％的条件下，且选取两种混合材料2kg，分别采用分光光度法进行测得显色灵敏度评分为指标为75.34、78.63、97.50、86.25、83.73，具体见附图3。
2、在前期单因素试验基础上，先固定负载亚氯酸钠的多孔载体材料，对可显色的负载柠檬酸的多孔载体材料进行处方工艺筛选，以影响显色效果的主要因素有溴酚蓝浓度、甲基橙浓度、柠檬酸浓度，因素水平见表1，以显色灵敏度评分为指标，采用L9(34)表正交试验(见表2)，并结合方差分析表(表 3)优选出最佳的处方工艺。
表1
表2
表3
从正交试验直观分析表明，3个主要因素对指示剂显色灵敏度效果依次是A (溴酚蓝浓度)>B(甲基橙浓度)>C(柠檬酸浓度)，各因素的不同水平依次是 A1>A2>A3,B2>B3>B1,C2>C3>C1,再通过方差分析表进一步分析因素A(溴酚蓝浓度) 对显色灵敏度有显著性差异(P<0.05)，根据显色灵敏度评分，确定负载柠檬酸的多孔载体材料处方工艺为A1B2C2，即溴酚蓝浓度为1％、甲基橙浓度为3％、柠檬酸浓度为25％。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种可变色缓释消毒杀菌净化材料，其特征在于：包括负载亚氯酸盐的无机多孔性载体材料 5～15%、负载柠檬酸的无机多孔性载体材料15～25%、颜色指示剂1～5%；所述负载亚氯酸盐的无机多孔载体材料与所述柠檬酸和颜色指示剂的无机多孔载体材料之间的质量比为1:1～1:2；
所述柠檬酸浓度为20%～30%，所述颜色指示剂为甲基橙和溴酚蓝两种混合物，且所述甲基橙和溴酚蓝的浓度比为1:5～5:1。
2.根据权利要求1所述的一种可变色缓释消毒杀菌净化材料，其特征在于：所述柠檬酸浓度为20%、22.5%、25%、27.5%、30%中的一种，所述甲基橙浓度为1%、2%、3%、4%、5%中的一种，所述溴酚蓝浓度为1%、2%、3%、4%、5%中的一种。
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