CN111111399A - 一种臭氧消除剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种臭氧消除剂及其制备方法，所述臭氧消除剂包括以下质量分数的组分：0.1～5％的植物提取液、0.1～0.5％的水性消泡剂、0.2～0.6％的润湿剂、0.2～0.3％的保水剂、0.3～0.5％的缓冲剂以及93.1～99.1％的水。本发明以植物提取液作为主要的活性成分，与水性消泡剂、润湿剂、保水剂、缓冲剂和水复配获得的臭氧消除剂，能直接有效的降低臭氧浓度，实现消除臭氧的目的，其中，植物提取液可直接与臭氧作用，且自身被氧化成单脱氢抗坏血酸(MDHA)和脱氢抗坏血酸(DHA)等可以被植物自身吸收的成分，不会产生二次污染，更为环保。

Description

一种臭氧消除剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及臭氧处理技术领域，具体涉及一种臭氧消除剂及其制备方法。
背景技术
臭氧是光化学烟雾的主要成分。目前，近地面大气臭氧已成为影响我国华北地区及珠三角地区空气质量的主要污染物。研究表明，空气中臭氧浓度在0.012ppm水平时，就能导致人皮肤刺痒，眼睛、鼻咽、呼吸道受刺激，肺功能受影响，引起咳嗽、气短和胸痛等症状。复印机、传真机、吸尘器、打印机等都能通过电晕放电产生臭氧杀菌灯、紫外消毒柜也会不断地释放臭氧。0.1-1ppm的臭氧就会使人出现头晕、头痛、眼睛和喉咙干涩、咽喉疼痛、呼吸道勃膜受损等状况，严重危害人体健康。
臭氧作为典型的二次污染物，在对流层没有重要的排放源，而是通过大气中的VOCs(挥发性有机物)和NOx(氮氧化物)等前体物在一定温、湿度及光照条件下通过光化学反应而产生的。臭氧是光化学烟雾的二次污染物主要成分之一。通常情况下相对稳定，一般方法难以去除。目前多数采取控制前体物排放的手段间接控制，例如控制机动车尾气排放和控制工业VOCs排放等。此类手段对于臭氧的抑制有一定效果，但仍然很难将臭氧浓度控制到更安全的范围。通常臭氧的处理方法包括活性炭吸附法、药剂法、催化分解法、燃烧法、大气稀释排放法、紫外光照分解法等。各种处理方法各有其优缺点：(1)活性碳法：用活性炭作吸附填料，常用于工业生产，适用于低浓度臭氧；(2)热分解法：将气体加热至673K，通过热分解或燃烧发生氧化还原反应除去臭氧，适用于高浓度臭氧的分解；(3)药液吸收法：用硫代硫酸钠或亚硫酸钠等溶液吸收，这些药剂处理臭氧的量小，同时存在废液处理的问题，如果有一种高效、安全等的药液吸收分解臭氧将会是较为理想的方法；(4)电磁波辐射或紫外光光照分解法：采用紫外线或1200nm-1300nm的近红外线照射臭氧，在光的激发下，臭氧先转化为单线态O2，再转化为基态O2；(5)催化分解法：催化分解臭氧虽然是目前主流研究方向，但是催化剂本身催化效率低，催化剂有失活风险需经常更换或再生吸附填料，还要考虑二次污染问题等，并且催化剂成本一般都较高，目前仍然缺乏一种安全、高效、成本低廉的催化剂。
综合上述，目前市面上处理臭氧的方法难以直接消除臭氧或降低臭氧浓度，有一定的局限性，缺乏大规模应用的基础。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种臭氧消除剂及其制备方法，旨在提供一种能够直接有效降低臭氧浓度的臭氧消除剂。
为实现上述目的，本发明提出一种臭氧消除剂，所述臭氧消除剂包括以下质量分数的组分：
0.1～5％的植物提取液、0.1～0.5％的水性消泡剂、0.2～0.6％的润湿剂、0.2～0.3％的保水剂、0.3～0.5％的缓冲剂以及93.1～99.1％的水。
可选地，所述植物提取液包括抗坏血酸钠和类胡萝卜素。
可选地，所述抗坏血酸钠和类胡萝卜素的质量比为8:1、5:1、7:4或1:1。
可选地，所述水性消泡剂包括聚醚类消泡剂、聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂和有机硅类消泡剂中的任意一种。
可选地，所述润湿剂包括N,N-二乙基乙醇胺、三乙四胺六乙酸和木质素磺酸钠中的至少一种。
可选地，所述保水剂包括PEG200、PEG400和甘油中的任意一种。
可选地，所述缓冲剂包括抗坏血酸、柠檬酸、柠檬酸钠和碳酸氢钠中的至少一种。
本发明还提出一种如上所述的臭氧消除剂的制备方法，包括以下步骤：
在20～30℃的温度下，边搅拌边向水中加入缓冲剂，再依次加入植物提取液、水性消泡剂、润湿剂和保水剂，搅拌至混合均匀，制得臭氧消除剂。
本发明提供的技术方案中，以植物提取液作为主要的活性成分，与水性消泡剂、润湿剂、保水剂、缓冲剂和水复配获得的臭氧消除剂，能直接有效的降低臭氧浓度，实现消除臭氧的目的，其中，植物提取液可直接与臭氧作用，且自身被氧化成单脱氢抗坏血酸(MDHA)和脱氢抗坏血酸(DHA)等可以被植物自身吸收的成分，不会产生二次污染，更为环保。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对目前市面上处理臭氧的方法难以直接消除臭氧或降低臭氧浓度的问题，本发明提出一种臭氧消除剂，选用植物提取液作为主要的活性成分，实现消除臭氧的目的。在本发明提供的臭氧消除剂的一实施例中，所述臭氧消除剂包括以下质量分数的组分：0.1～5％的植物提取液、0.1～0.5％的水性消泡剂、0.2～0.6％的润湿剂、0.2～0.3％的保水剂、0.3～0.5％的缓冲剂以及93.1～99.1％的水。
本发明提供的技术方案中，以植物提取液作为主要的活性成分，与水性消泡剂、润湿剂、保水剂、缓冲剂和水复配获得的臭氧消除剂，能直接有效的降低臭氧浓度，实现消除臭氧的目的，其中，植物提取液可直接与臭氧作用，且自身被氧化成单脱氢抗坏血酸(MDHA)和脱氢抗坏血酸(DHA)等可以被植物自身吸收的成分，不会产生二次污染，更为环保。
所述植物提取液作为所述臭氧消除剂的主要活性成分，来源于植物体内，与臭氧反应后不会产生其他有害环境的物质，在选取时，根据植物对臭氧浓度升高的应激反应，以及植物体内的抗氧化成分对臭氧的消除效果，经过实验选择出能够有效消除臭氧的有效成分。在本实施例中，所述植物提取液包括抗坏血酸钠和类胡萝卜素。其中，抗坏血酸钠的抗氧化作用与抗坏血酸相同，但比抗坏血酸易溶于水，且无酸味，使用方便，但是其水溶液在pH＞6时不稳定，还具有光敏性，因此还搭配了类胡萝卜素，类胡萝卜素自身不仅是一种抗氧化剂，还能作为光保护剂降低光损伤。
进一步地，在本实施例中，所述抗坏血酸钠和类胡萝卜素的质量比为8:1、5:1、7:4或1:1，由上述提供的比例混合得到的植物提取液对臭氧的消除效果较佳，且稳定性较好。
所述水性消泡剂在选择时，优先选择聚醚类消泡剂、聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂或有机硅类消泡剂。其中，所述聚醚类消泡剂是环氧乙烷、环氧丙烷的共聚物，主要是利用其溶解性在不同温度表现出的不同特性达到消泡作用，具有抑泡能力强、耐高温等优良性能，在实际选择时可选用GP型甘油聚醚、GPE型聚氧乙烯(聚氧丙烯)醚或PPG型聚丙二醇等；所述聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂是利用聚醚链段或聚硅氧烷链段改性接枝后获得的硅醚共聚物，它是将两者的优点有机结合起来得到一种新型高效消泡剂，例如聚醚改性聚二甲基硅氧烷等，具有分散性好、抑泡能力强、稳定、无毒、挥发性低、消泡效力强等优点；所述有机硅类消泡剂由醇类和脂肪类的复合物组成，聚二甲基硅氧烷(也叫做硅油)是有机硅类消泡剂的主要成分，具有化学性质稳定、使用范围广泛、挥发性低、无毒，且消泡能力比较突出等优点。
在本实施例中，所述润湿剂可以选用N,N-二乙基乙醇胺、三乙四胺六乙酸和木质素磺酸钠中的至少一种，既可以是上述物质中的任意一种，也可以是其中任意两种或三种的混合物(当为混合物时，不限定所选物质的具体比例)，能够改善所述臭氧消除剂的表面张力和渗透性，更好地润湿其中的活性成分(即植物提取液)，促进活性成分与臭氧更好的接触。
所述保水剂用以起到吸湿保水的效果，在本实施例中可选用PEG(聚乙二醇)或甘油，其中，PEG随着分子量逐渐增大，其外观呈现出从无色无臭粘稠液体至蜡状固体，在本实施例中，具体可选用呈液体状的PEG200(分子量为200的聚乙二醇)或PEG400(分子量为400的聚乙二醇)。
在本实施例中，所述缓冲剂可以选用抗坏血酸、柠檬酸、柠檬酸钠和碳酸氢钠中的至少一种，既可以是上述物质中的任意一种，也可以是其中任意两种或两种以上的混合物(当为混合物时，不限定所选物质的具体比例)，通过所述缓冲剂的加入，可以调节所述臭氧消除剂的pH值，有助于维持所述臭氧消除剂的稳定性。
本发明实施例提供的臭氧消除剂，可应用与局部地区环境空气臭氧消除，可直接降低臭氧浓度，减少臭氧的污染，具有良好的臭氧消除效果，在标准状况下，1mol的所述臭氧消除剂可与1ml的臭氧直接反应，由此计算出每吨所述臭氧消除剂可消耗222.4g的臭氧。根据《环境空气质量标准》(GB3095-2012)臭氧浓度一级标准(每小时平均浓度限值0.16mg/m3)计算，相当于每吨臭氧消除剂完全反应可净化约140万m3空气中的臭氧。
基于上述提供的臭氧消除剂，本发明还提出一种臭氧消除剂的制备方法，将所述植物提取液、水性消泡剂、润湿剂、保水剂、缓冲剂和水充分混合均匀即可。在本发明提供的臭氧消除剂的制备方法的一实施例中，所述臭氧消除剂的制备方法包括以下步骤：在20～30℃的温度下，边搅拌边向水中加入缓冲剂，再依次加入植物提取液、水性消泡剂、润湿剂和保水剂，搅拌至混合均匀，制得臭氧消除剂。通过此种方式，制得的臭氧消除剂具有较佳的稳定性。
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
(1)原料称取：植物提取液(抗坏血酸钠和类胡萝卜素，质量比8:2)5g，水性消泡剂(聚醚改性聚二甲基硅氧烷)0.5g，润湿剂(木质素磺酸钠)0.6g，保水剂(PEG400)0.2g，缓冲剂(抗坏血酸和柠檬酸钠，质量比1:1)0.5g，水93.2g。
(2)将称量好的水加入烧杯中，在25℃下边搅拌将加入抗坏血酸和柠檬酸钠，然后再依次加入抗坏血酸钠、类胡萝卜素、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、木质素磺酸钠和PEG400，继续搅拌至物料混合均匀，制得臭氧消除剂。
实施例2
(1)原料称取：植物提取液(抗坏血酸钠和类胡萝卜素，质量比5:1)3.5g，水性消泡剂(聚醚改性聚二甲基硅氧烷)0.4g，润湿剂(木质素磺酸钠)0.2g，保水剂(PEG400)0.3g，缓冲剂(抗坏血酸)0.3g，水95.3g。
(2)将称量好的水加入烧杯中，在25℃下边搅拌将加入抗坏血酸，然后再依次加入抗坏血酸钠、类胡萝卜素、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、木质素磺酸钠和PEG400，继续搅拌至物料混合均匀，制得臭氧消除剂。
实施例3
(1)原料称取：植物提取液(抗坏血酸钠和类胡萝卜素，质量比7:4)1g，水性消泡剂(GP型甘油聚醚)0.3g，润湿剂(N,N-二乙基乙醇胺)0.5g，保水剂(PEG200)0.25g，缓冲剂(抗坏血酸、柠檬酸和柠檬酸钠，质量比1:1:1)0.4g，水97.55g。
(2)将称量好的水加入烧杯中，在20℃下边搅拌将加入抗坏血酸、柠檬酸和柠檬酸钠，然后再依次加入抗坏血酸钠、类胡萝卜素、GP型甘油聚醚、N,N-二乙基乙醇胺和PEG200，继续搅拌至物料混合均匀，制得臭氧消除剂。
实施例4
(1)原料称取：植物提取液(抗坏血酸钠和类胡萝卜素，质量比1:1)0.5g，水性消泡剂(GPE型聚氧乙烯(聚氧丙烯)醚)0.2g，润湿剂(三乙四胺六乙酸)0.4g，保水剂(PEG200)0.28g，缓冲剂(抗坏血酸、柠檬酸、柠檬酸钠和碳酸氢钠，质量比1:1:1:1)0.35g，水98.27g。
(2)将称量好的水加入烧杯中，在25℃下边搅拌将加入抗坏血酸、柠檬酸、柠檬酸钠和碳酸氢钠，然后再依次加入抗坏血酸钠、类胡萝卜素、GPE型聚氧乙烯(聚氧丙烯)醚、三乙四胺六乙酸和PEG200，继续搅拌至物料混合均匀，制得臭氧消除剂。
实施例5
(1)原料称取：植物提取液(抗坏血酸钠和类胡萝卜素，质量比8:2)2g，水性消泡剂(PPG型聚丙二醇)0.1g，润湿剂(N,N-二乙基乙醇胺和三乙四胺六乙酸，质量比1:1)0.3g，保水剂(甘油)0.22g，缓冲剂(柠檬酸钠和碳酸氢钠，质量比1:1)0.45g，水96.93g。
(2)将称量好的水加入烧杯中，在30℃下边搅拌将加入柠檬酸钠和碳酸氢钠，然后再依次加入抗坏血酸钠、类胡萝卜素、PPG型聚丙二醇、N,N-二乙基乙醇胺和三乙四胺六乙酸和甘油，继续搅拌至物料混合均匀，制得臭氧消除剂。
实施例6
(1)原料称取：植物提取液(抗坏血酸钠和类胡萝卜素，质量比1:1)0.1g，水性消泡剂(有机硅类消泡剂)0.1g，润湿剂(N,N-二乙基乙醇胺、三乙四胺六乙酸和木质素磺酸钠，质量比1:1:1)0.2g，保水剂(甘油)0.2g，缓冲剂(碳酸氢钠)0.3g，水99.1g。
(2)将称量好的水加入烧杯中，在25℃下边搅拌将加入碳酸氢钠，然后再依次加入抗坏血酸钠、类胡萝卜素、有机硅类消泡剂、N,N-二乙基乙醇胺、三乙四胺六乙酸、木质素磺酸钠和甘油，继续搅拌至物料混合均匀，制得臭氧消除剂。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种臭氧消除剂，其特征在于，所述臭氧消除剂包括以下质量分数的组分：
0.1～5％的植物提取液、0.1～0.5％的水性消泡剂、0.2～0.6％的润湿剂、0.2～0.3％的保水剂、0.3～0.5％的缓冲剂以及93.1～99.1％的水。
2.如权利要求1所述的臭氧消除剂，其特征在于，所述植物提取液包括抗坏血酸钠和类胡萝卜素。
3.如权利要求2所述的臭氧消除剂，其特征在于，所述抗坏血酸钠和类胡萝卜素的质量比为8:1、5:1、7:4或1:1。
4.如权利要求1所述的臭氧消除剂，其特征在于，所述水性消泡剂包括聚醚类消泡剂、聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂和有机硅类消泡剂中的任意一种。
5.如权利要求1所述的臭氧消除剂，其特征在于，所述润湿剂包括N,N-二乙基乙醇胺、三乙四胺六乙酸和木质素磺酸钠中的至少一种。
6.如权利要求1所述的臭氧消除剂，其特征在于，所述保水剂包括PEG200、PEG400和甘油中的任意一种。
7.如权利要求1所述的臭氧消除剂，其特征在于，所述缓冲剂包括抗坏血酸、柠檬酸、柠檬酸钠和碳酸氢钠中的至少一种。
8.一种如权利要求1至7任意一项所述的臭氧消除剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在20～30℃的温度下，边搅拌边向水中加入缓冲剂，再依次加入植物提取液、水性消泡剂、润湿剂和保水剂，搅拌至混合均匀，制得臭氧消除剂。
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