CN111213651A - 一种次氯酸溶液及其应用 - Google Patents

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Abstract

一种次氯酸溶液及其应用，涉及抑菌用品技术领域。针对现有次氯酸溶液稳定性差，保质期短的问题，本发明提供了一种次氯酸溶液，通过2HCL+H2O→HCL+HOCL+H2↑电解反应制备而成，每升溶液由如下原料组成：水99.95％‑99.99％，次氯酸和次氯酸根的混合物0.004％‑0.006％，调节剂0.0025％‑0.006％和稳定剂0.003％‑0.03％，产品有效期可长达1年，大肠杆菌杀灭率≥99.9％，金黄色葡萄球菌杀灭率≥99.9％，对甲醛的去除率为90.7％，对氨的去除率为86.5％。可用于食品产业的卫生管理、绿色农作物防病害、畜牧业疾病预防和除臭、医院、学校等公共环境消毒预防传染病及除异味、除甲醛等。

Description

一种次氯酸溶液及其应用
技术领域
本发明涉及抑菌用品技术领域，尤其涉及一种次氯酸溶液及其应用。
背景技术
次氯酸是一种强氧化性消毒剂，在有效氯浓度相同的情况下，次氯酸分子的杀菌能力是次氯酸根的80倍。其不仅可作用于细胞壁、病毒外壳，而且因次氯酸分子小，不带电荷，能通过细胞壁，可渗透入菌(病毒)体内与菌(病毒)体蛋白、核酸、酶等发生氧化反应，破坏细菌的酶系统，阻碍细菌的新陈代谢，从而杀死病原微生物。
由于次氯酸溶液的化学性质不稳定，易分解，保质期短，不方便储存，难以以商品形式进入市场销售，在工业生产和实际应用中，为延长其保存期，主要以次氯酸盐形式存在，如次氯酸钠。因次氯酸盐溶液中的有效氯几乎全部以次氯酸根形式存在，在有效氯浓度相同的情况下其杀菌效果远低于次氯酸分子。次氯酸盐溶液为保证杀菌效果和保存期，必须提高溶液pH值和有效氯浓度，但这样制得的次氯酸盐溶液会对人的皮肤和呼吸道造成强烈的刺激。
目前，次氯酸溶液获得的方法主要有“pH值调整法”和“电解法”。“pH值调整法”是采用次氯酸盐与盐酸或柠檬酸稀释、混合生成。“电解法”是采用电解氯盐或盐酸或盐酸与氯盐混合溶液生成。这两种方法生产的次氯酸溶液，在密闭容器中储存器一般不超过3个月，均不能长期储存。
发明内容
针对现有次氯酸溶液稳定性差，保质期短的问题，本发明提供了一种次氯酸溶液，所述次氯酸溶液含有水，次氯酸，次氯酸根，调节剂和稳定剂；所述调节剂为碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯盐和磷酸盐中的一种或多种的混合物；所述稳定剂为柠檬酸盐、乙酸盐、磷酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、硅酸盐、硼酸盐、氨基磺酸盐、氯盐和三乙醇胺中的一种或多种的混合物。
进一步地限定，每升次氯酸溶液由如下质量分数的原料组成：水99.95％-99.99％，次氯酸和次氯酸根的混合物0.004％-0.006％，调节剂0.0025％-0.006％和稳定剂0.003％-0.03％，上述各原料的质量分数加和为100％。
进一步地限定，所述次氯酸溶液中有效氯含量40-60mg/L，酸碱度pH为5.0-7.0，残留氯离子小于1000mg/L。
进一步地限定，所述次氯酸溶液通过如下方法制备获得：
1)向生活用水中加入10-50ppm调节剂，得到溶液A；
2)配制体积浓度为4％-12％稀盐酸溶液作为电解原料；
3)所述稀盐酸溶液与步骤1)得到的溶液A经混合后电解生成次氯酸初始溶液；
4)向生成的次氯酸初始溶液中加入50-300ppm的稳定剂，获得次氯酸溶液。
更进一步地限定，步骤1)中所述的调节剂，加入量为20-40ppm；步骤4)中所述稳定剂的添加量为75-150ppm。
更进一步地限定，步骤3)中所述稀盐酸溶液与步骤1)得到的溶液A通过泵体进入次氯酸发生器内部无隔膜电解槽中进行混合，所述溶液A进入泵体的水压为20-100kpa，所述稀盐酸溶液进入泵体的泵脉冲为5-20ms。
更进一步地限定，步骤3)中所述电解的电流大小为2.5-3.5A。
本发明还提供了上述次氯酸溶液在制备用于抑菌和/或消除空气污染物的日化用品中的应用。
进一步地限定，所述菌为大肠杆菌和/或金黄色葡萄球菌。
进一步地限定，所述污染物为甲醛和/或氨。
有益效果
本发明制备的次氯酸溶液具有无毒、杀菌、除味等特点，在不透明密封容器内、避光条件下，按照《QB/T 2738-2012日化产品抗菌抑菌效果评价》中稳定性检验方法检测，在54-57℃恒温箱内放置14天，有效氯含量下降≤10％，产品有效期可长达1年，大肠杆菌杀灭率≥99.9％，金黄色葡萄球菌杀灭率≥99.9％，对甲醛的去除率为90.7％，对氨的去除率为86.5％。可用于食品产业的卫生管理、绿色农作物防病害、畜牧业疾病预防和除臭、医院、学校等公共环境消毒预防传染病及除异味、除甲醛等。
附图说明
图1次氯酸溶液有效氯以及稳定性检测报告；
图2次氯酸溶液对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑制效果检测报告；
图3次氯酸溶液对气态污染物的去除效果检测报告。
具体实施方式
本发明所述的次氯酸溶液主要通过如下方法制备获得：添加调节剂的生活饮用水和稀盐酸溶液通过泵体进入次氯酸发生器内部无隔膜电解槽中，经混合、电解生成次氯酸初始溶液，再向次氯酸初始溶液中添加稳定剂，生产次氯酸溶液；向生活饮用水中添加调节剂可通过手动或泵体方式加入，添加量为10-50ppm，所述添加量为调节剂在饮用水中的终浓度,相当于10-50mg/L；调节剂优选碱金属盐，如碳酸氢钠、碳酸钾、氯化钠等。调节剂的作用在于增加生活饮用水的电导率和pH值；配制稀盐酸用的盐酸原料优选食品级，以降低次氯酸溶液中的重金属含量，增加产品安全性；添加调节剂的生活饮用水和稀盐酸溶液是通过泵体进入次氯酸发生器内部无隔膜电解槽中的，通过调节泵体流量(水压20-100kpa,，稀盐酸溶液泵脉冲5-20ms)、电解槽的电解电流(2.5-3.5A)控制生成的次氯酸初始溶液pH值、有效氯含量等理化指标；在次氯酸发生器中，生成次氯酸初始溶液的电解反应方程式为：2HCL+H2O→HCL+HOCL+H2↑。
上述稳定剂是在电解反应后加入到次氯酸初始溶液中的；次氯酸初始溶液中添加的稳定剂为柠檬酸盐、乙酸盐、磷酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、硅酸盐、硼酸盐、氨基磺酸盐、氯盐和三乙醇胺中的一种或多种的混合物。稳定剂的添加量为50-300ppm，所述添加量为稳定剂在次氯酸初始溶液中的终浓度，相当于50-300mg/L；优选为75-150ppm。
稳定剂的作用在于其不仅与电解生成的次氯酸初始溶液形成稳定体系以保护次氯酸的分子结构，还具有缓冲的作用，因而提高了次氯酸溶液的稳定性。
经上述方法生产的次氯酸溶液的理化指标为：有效氯含量40-60mg/L，酸碱度pH为5.0-7.0，残留氯离子小于1000mg/L；置于密封不透明容器内，避光保存。
下面具体描述本发明所述的次氯酸溶液的制备过程：
实施例1.次氯酸溶液的制备。
1)向生活用水中加入10ppm碳酸氢钠，得到溶液A。
2)以食品级盐酸为原料配制体积浓度为4％稀盐酸溶液，作为次氯酸发生器的电解原料。
3)稀盐酸溶液与步骤1)得到的溶液A通过泵体(水压25kpa,，稀盐酸溶液泵脉冲15ms)进入次氯酸发生器内部无隔膜电解槽中，经混合、电解(电解电流3.0A)生成次氯酸初始溶液，电解反应方程式为：2HCL+H2O→HCL+HOCL+H2↑。
4)向生成的次氯酸初始溶液中加入50ppm的氨基磺酸钠，制得次氯酸溶液。
本实施例制备的次氯酸溶液中，每升次氯酸溶液含水99.9895％-99.99％，次氯酸和次氯酸根的混合物0.004％-0.0045％，碳酸氢钠0.001％和氨基磺酸钠0.005％，有效氯含量40-45mg/L，酸碱度pH为5.0-5.5，残留氯离子小于1000mg/L。
实施例2.次氯酸溶液的制备。
1)向生活用水中加入50ppm碳酸钾，得到溶液A。
2)以食品级盐酸为原料配制体积浓度为9％稀盐酸溶液，作为次氯酸发生器的电解原料。
3)稀盐酸溶液与步骤1)得到的溶液A通过泵体(水压30kpa,，稀盐酸溶液泵脉冲10ms)进入次氯酸发生器内部无隔膜电解槽中，经混合、电解(电解电流2.8A)生成次氯酸初始溶液，电解反应方程式为：2HCL+H2O→HCL+HOCL+H2↑。
4)向生成的次氯酸初始溶液中加入300ppm的柠檬酸钠，制得次氯酸溶液。
本实施例制备的次氯酸溶液，每升次氯酸溶液含水99.9595％-99.96％，次氯酸和次氯酸根的混合物0.005％-0.0055％，碳酸钾0.005％和柠檬酸钠0.03％，有效氯含量50-55mg/L，酸碱度pH为5.5-6.0，残留氯离子小于1000mg/L。
实施例3.次氯酸溶液的制备。
1)向生活用水中加入25ppm碳酸钾，得到溶液A。
2)以食品级盐酸为原料配制体积浓度为12％稀盐酸溶液，作为次氯酸发生器的电解原料。
3)稀盐酸溶液与步骤1)得到的溶液A通过泵体(水压50kpa,，稀盐酸溶液泵脉冲8ms)进入次氯酸发生器内部无隔膜电解槽中，经混合、电解(电解电流3.0A)生成次氯酸初始溶液，电解反应方程式为：2HCL+H2O→HCL+HOCL+H2↑
4)向生成的次氯酸初始溶液中加入150ppm的硅酸钠，制得次氯酸溶液。
本实施例制备的次氯酸溶液，每升次氯酸溶液含水99.9765％-99.977％，次氯酸和次氯酸根的混合物0.0055％-0.006％，碳酸钾0.0025％和硅酸钠0.015％，有效氯含量55-60mg/L，酸碱度pH为5.5-6.0，残留氯离子小于1000mg/L。
实施例4.重复实施例3，与实施例3的不同在于，本实施例中步骤4)所述的稳定剂为磷酸钠75ppm和氯化钠10ppm。
本实施例制备的次氯酸溶液，每升次氯酸溶液含水99.9845％-99.985％，次氯酸和次氯酸根的混合物0.004％-0.0045％，碳酸钾0.0025％，磷酸钠和氯化钠共0.0085％，有效氯含量40-45mg/L，酸碱度pH为5.0-5.5，残留氯离子小于1000mg/L。
一、考察本发明制备的次氯酸溶液的稳定性。
依据《消毒技术规范》(2002年版)2.2.1.2.1有效氯含量的测定，检测本发明制备的次氯酸溶液的有效氯含量，送交检测机构的样品编号为XJ20191230-1，结果显示本发明制备的次氯酸溶液存放前有效氯含量均值为57.5mg/L，54℃存放14天时有效氯含量均值为52.5mg/L。依据《消毒技术规范》(2002年版)2.2.3.2.1消毒产品稳定性测定加速试验法，确定本发明制备的次氯酸溶液有效期为1年(详见附图1)。
二、考察本发明制备的次氯酸溶液对大肠杆菌杀灭率和金黄色葡萄球菌消杀效果。
依据QB/T 2738-2012日化产品抗菌抑菌效果的评价方法，测定本发明制备的次氯酸溶液的抑菌效果，送交检测机构的样品编号为XJ20190892(A)-1，结果显示，次氯酸溶液对大肠杆菌的抑菌率≥99.9％，对金黄色葡萄球菌的抑菌率≥99.9％，具有较强的抑菌作用(详见附图2)。
三、考察本发明制备的次氯酸溶液对气态污染物的去除效果。
1.试验条件：
1)环境温度：(25±2)℃；
2)环境湿度：(50±10)％RH。
2.试验设备：
试验舱(1.5m3)、智能恒流大气采样器、紫外可见分光光度计。
3.测试步骤：
1)样品的准备：将100g样品喷涂于3张1m2基纸上，分3次喷涂。
2)释放源的准备：将缠有5层纱布的2根玻璃棒分别直立放入2个500mL试剂瓶中，分别装入200mL的污染物甲醛(0.2％)、氨(1％)，贴上标记A1、A2。
3)将未喷涂样品的3张基纸悬挂与空白试验舱A中，再将已喷涂净化材料的基纸悬挂于试验舱B中。
4)把释放源A1、A2分别放入空白试验舱A和样品试验舱B中，立即关闭舱门。
5)分别开启A舱和B舱的风扇搅拌1min后，关闭风扇。
6)作用24h后，分别对A舱和B舱进行采集样品测试分析，浓度分别记为CA和CB。
4.计算公式
去除率y(％)＝(CA-CB)/CA×100(CA为空白舱浓度，CB为试验舱浓度)
检测结果显示，本发明制备的次氯酸溶液对空气中甲醛的去除率为90.7％，对氨的去除率为86.5％(详见附图3)。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种次氯酸溶液，其特征在于，所述次氯酸溶液含有水，次氯酸，次氯酸根，调节剂和稳定剂；所述调节剂为碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯盐和磷酸盐中的一种或多种的混合物；所述稳定剂为柠檬酸盐、乙酸盐、磷酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、硅酸盐、硼酸盐、氨基磺酸盐、氯盐和三乙醇胺中的一种或多种的混合物。
2.根据权利要求1所述的次氯酸溶液，其特征在于，每升次氯酸溶液由如下质量分数的原料组成：水99.95％-99.99％，次氯酸和次氯酸根的混合物0.004％-0.006％，调节剂0.0025％-0.006％和稳定剂0.003％-0.03％，上述各原料的质量分数加和为100％。
3.根据权利要求1所述的次氯酸溶液，其特征在于，所述次氯酸溶液中有效氯含量40-60mg/L，酸碱度pH为5.0-7.0，残留氯离子小于1000mg/L。
4.根据权利要求1所述的次氯酸溶液，其特征在于，所述次氯酸溶液通过如下方法制备获得：
1)向生活用水中加入10-50ppm调节剂，得到溶液A；
2)配制体积浓度为4％-12％稀盐酸溶液作为电解原料；
3)所述稀盐酸溶液与步骤1)得到的溶液A经混合后电解生成次氯酸初始溶液；
4)向生成的次氯酸初始溶液中加入50-300ppm的稳定剂，获得次氯酸溶液。
5.根据权利要求4所述的次氯酸溶液，其特征在于，步骤1)中所述的调节剂，加入量为20-40ppm；步骤4)中所述稳定剂的添加量为75-150ppm。
6.根据权利要求4所述的次氯酸溶液，其特征在于，步骤3)中所述稀盐酸溶液与步骤1)得到的溶液A通过泵体进入次氯酸发生器内部无隔膜电解槽中进行混合，所述溶液A进入泵体的水压为20-100kpa，所述稀盐酸溶液进入泵体的泵脉冲为5-20ms。
7.根据权利要求4所述的次氯酸溶液，其特征在于，步骤3)中所述电解的电流大小为2.5-3.5A。
8.权利要求1-7任意一项所述的次氯酸溶液在制备用于抑菌和/或消除空气污染物的日化用品中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述菌为大肠杆菌和/或金黄色葡萄球菌。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述污染物为甲醛和/或氨。
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