CN111214940A - 一种多离子除臭剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多离子除臭剂，包括：含钙离子的化合物、含钾离子的化合物、含镁离子的化合物、含锌离子的化合物、含硅离子的化合物及去离子水。还提供了上述多离子除臭剂的制备方法。该多离子除臭剂纯天然，无有害添加剂、无表面活性剂、无酒精和香精、无防腐剂，无异味无刺激，经口无毒。多离子除臭剂生产工艺简单成本低、对高浓度恶臭气体具有高效即时消除效果，同时附加杀菌抑菌效果，本身无毒无害，绿色环保，具有生态性。此外还提供了上述除臭剂的应用，除了广泛应用于家庭、公共卫生、环境处理、养猪场、垃圾填埋场等领域，特别是可以应用于垃圾填埋场上垃圾分类再利用和存余垃圾开挖过程高浓度恶臭气体的处理。

Description

一种多离子除臭剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种多离子除臭剂及其制备方法和应用。

背景技术

恶臭气体定义为：一切刺激嗅觉器官引起人们不愉快及损坏生活环境的气体物质。主要为硫化氢、氨气最为普遍，其是由有机体新陈代谢或微生物发酵腐败过程中所产生，与人们生活环境息息相关。特别是城市规模化市政管理过程中，生活垃圾的填埋或发酵都会产生大量的恶臭气体。如今人们的生活水平越来越高，恶臭带给人们的困扰也是人们在生活中最厌恶的，不仅会带来感官上的难受，而且还会引发各类疾病，对人体呼吸、消化、心血管、内分泌及神经系统都会造成不同程度的毒害，其中芳香族化合物如苯、甲苯、苯乙烯等还能使人体产生畸变、癌变，当浓度超过一定限制甚至会当场致人昏迷或死亡。

针对恶臭气体的去除，相关研究由来已久。近年来除臭剂也是推陈出新，如日本的理研香料控股株式会社研制出的除臭剂，采用多种有机物组合制作，其中多种原料伴有毒性且污染环境；专利201811115927.4采用的有机酸锌的氨基酸络合物及表面活性剂等材料制成，表面活性剂具有低毒性且难以分解污染环境；专利201611130370.2采用的酵母液和表面活性剂等材料制成，发酵过程缓慢见效慢，表面活性剂污染环境；专利201510973257.X采用的植物提取液，工艺繁琐制作成本高；相似技术中专利20171026352.6公开了一种环保型木材除味剂，主要针对防腐剂、油漆引起的VOCs的去除，其解决的是VOC类刺激性气味，其中未提及对恶臭气体类毒气的作用，也未提及镁离子和硅离子加入后对于去除恶臭气体有任何作用。

针对以上现状的问题，本发明基于离子技术，提供了一种解决以上问题的除臭剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多离子除臭剂，该多离子除臭剂纯天然，无有害添加剂、无表面活性剂、无酒精和香精、无防腐剂，无异味无刺激，经口无毒。多离子除臭剂生产工艺简单成本低、具有高效即时消除效果，同时附加杀菌抑菌效果，本身无毒无害，绿色环保，具有生态特性。能够应用于家庭、公共卫生、环境处理、养猪场、垃圾填埋场等领域，特别是可以应用于垃圾填埋场上垃圾分类再利用和存余垃圾开挖过程高浓度恶臭气体的处理。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种多离子除臭剂，包括如下组分：含钙离子的化合物、含钾离子的化合物、含镁离子的化合物、含锌离子的化合物、含硅离子的化合物及去离子水。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以有如下进一步的具体选择或优化选择。

优选地，所述含钙离子的化合物选自碳酸钙、碳酸氢钙、氢氧化钙、醋酸钙中的中的一种或几种，所述含钾离子的化合物为选自碳酸氢钾、氢氧化钾或氯化钾中的中的一种或几种，含镁离子的化合物为选自碳酸镁或硫酸镁中的中的一种或几种，含锌离子的化合物选自醋酸锌、硫酸锌或葡萄糖酸锌中的中的一种或几种，含硅离子的化合物选自硅灰石。

优选地，所述多离子除臭剂含负氢离子。具体的，所述负氢离子的含量在1000ppb以上。所述负氢离子如此之高是该多离子溶液具有极强的负电位和丰富的离子协同作用的结果，其效果与负氢离子固体溶于水时的效果相似。由于负氢离子作为优秀的抗氧化剂，在本发明提供的多离子溶液中具有较高的浓度，因而能够起到非常好的除异味效果。

优选地，所述多离子除臭剂含有如下浓度的离子：

优选地，所述多离子除臭剂含有如下浓度的离子：

此外，本发明还提供了制备上述多离子除臭剂的方法，其包括如下步骤：

1)根据各离子的浓度分别称取含钙离子的化合物、含钾离子的化合物和含硅离子的化合物，将所述含硅离子的化合物加入到称量好的去离子水中，进行第一次搅拌，然后再依次加入含钙离子的化合物和含钾离子的化合物，进行第二次搅拌；

2)根据锌离子的浓度称取含锌离子的化合物，加入步骤1)所得离子液中，进行第三次搅拌；

3)根据镁离子的浓度称取含镁离子的化合物，加入步骤2)所得离子液中，进行第四次搅拌，静置48小时，取上清液即得多离子除臭剂。

具体的，所述第一次搅拌为常温下搅拌3-8小时；所述第二次搅拌为50-70℃下搅拌反应3-8小时；所述第三次搅拌为30-45℃下搅拌反应2小时；所述第四次搅拌为常温搅拌24小时。

此外，本发明还提供了一种上述多离子除臭剂在家庭清洁、卫生环保领域处理异味中的应用。具体的，其应用于家庭、公共卫生；环境处理；养猪场、垃圾填埋场等领域，特别是可以应用于垃圾填埋场上垃圾分类再利用和存余垃圾开挖过程高浓度恶臭气体的处理。

需要说明的是，上述原料在进行制备工艺时，为了溶解方便，可预先进行粉碎研磨等工艺。虽然含不同离子的化合物在溶解过程中会相互反应甚至产生沉淀，但是所述离子含量为其上清液中反应剩余离子的含量，这些离子的含量是相当低的，其在相互作用的影响下，不同于常规的溶解度定义。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的多离子除臭剂纯天然，无有害添加剂、无表面活性剂、无酒精和香精、无防腐剂，无异味无刺激，经口无毒。

2、本发明提供的多离子除臭剂生产工艺简单成本低、对高浓度恶臭气体具有高效即时消除效果，可以在10秒内去除率达到95％以上，并且在较长的时间内保持此效果。

3、本发明提供的多离子除臭剂还具有杀菌抑菌效果，阻止污染源的恶臭气体继续产生。

4、本发明提供的多离子除臭剂本身无毒无害，绿色环保，而且生产过程没有污染，还能去除污染，其排放对环境无污染、无负担，具有生态特性，是如今产品必将推崇的方向。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合具体实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：

一种多离子除臭剂，其中钙离子含量1500mM，钾离子含量800mM，镁离子含量1.8mM，锌离子含量131mM，硅离子含量448mM和去离子水。

制备方法是：1)根据各离子的浓度分别称取碳酸钙、碳酸氢钾和硅灰石，将所述硅灰石加入到称量好的去离子水中，常温下搅拌3小时，然后再依次加入碳酸钙和碳酸氢钾，55℃下搅拌反应3.5小时；

2)根据锌离子的浓度称取醋酸锌，加入步骤1)所得离子液中，35℃下搅拌反应2小时；

3)根据镁离子的浓度称取碳酸镁，加入步骤2)所得离子液中，搅拌下常温反应24小时，静置48小时，取上清液即得多离子除臭剂。

实施例2：

一种多离子除臭剂，其中钙离子含量1200mM，钾离子含量900mM，镁离子含量45mM，锌离子含量108mM，硅离子含量426mM和去离子水。

制备方法是：1)根据各离子的浓度分别称取氢氧化钙、氢氧化钾和硅灰石，将所述硅灰石加入到称量好的去离子水中，搅拌4小时，然后再依次加入氢氧化钙和氢氧化钾，60℃下搅拌反应3.5小时；

2)根据锌离子的浓度称取葡萄糖酸锌，加入步骤1)所得离子液中，45℃下搅拌反应2小时；

3)根据镁离子的浓度称取硫酸镁，加入步骤2)所得离子液中，搅拌下常温反应24小时，静置48小时，取上清液即得多离子除臭剂。

实施例3：

一种多离子除臭剂，其中钙离子含量1650mM，钾离子含量1000mM，镁离子含量25mM，锌离子含量253mM，硅离子含量540mM和去离子水。

制备方法是：1)根据各离子的浓度分别称取碳酸氢钙、氯化钾和硅灰石，将所述硅灰石加入到称量好的去离子水中，搅拌4小时，然后再依次加入碳酸氢钙和氯化钾，60℃下搅拌反应5小时；

2)根据锌离子的浓度称取硫酸锌，加入步骤1)所得离子液中，40℃下搅拌反应2小时；

3)根据镁离子的浓度称取硫酸镁，加入步骤2)所得离子液中，搅拌下常温反应24小时，静置48小时，取上清液即得多离子除臭剂。

实施例4：

一种多离子除臭剂，其中钙离子含量1260mM，钾离子含量900mM，镁离子含量36mM，锌离子含量25mM，硅离子含量510mM和去离子水。

制备方法是：1)根据各离子的浓度分别称取醋酸钙、氯化钾和硅灰石，将所述含硅灰石加入到称量好的去离子水中，搅拌4小时，然后再依次加入醋酸钙和氯化钾，60℃下搅拌反应4小时；

2)根据锌离子的浓度称取醋酸锌，加入步骤1)所得离子液中，45℃下搅拌反应2小时；

3)根据镁离子的浓度称取含硫酸镁，加入步骤2)所得离子液中，搅拌下常温反应24小时，静置48小时，取上清液即得多离子除臭剂。

实施例5：

一种多离子除臭剂，其中钙离子含量1700mM，钾离子含量1000mM，镁离子含量40mM，锌离子含量280mM，硅离子含量450mM和去离子水。

制备方法是：1)根据各离子的浓度分别称取碳酸氢钙、氢氧化钾和硅灰石，将所述含硅灰石加入到称量好的去离子水中，搅拌4小时，然后再依次加入碳酸氢钙和氢氧化钾，55℃下搅拌反应4.5小时；

2)根据锌离子的浓度称取硫酸锌，加入步骤1)所得离子液中，45℃下搅拌反应1.5小时；

3)根据镁离子的浓度称取硫酸镁，加入步骤2)所得离子液中，搅拌下常温反应24小时，静置48小时，取上清液即得多离子除臭剂。

将上述实施例1-5中得到的多离子除臭剂和纯水用ENH-1000型便携式溶解氢检测仪进行负氢离子含量测试，实验结果具体如下表1所示，实施例2-5除4外所含负氢离子均可达到1000ppb以上，实施例1只有230ppb，实施例4只有450ppb，说明在达到一定量镁离子存在的情况下，锌离子加入一定浓度后负氢离子显著增加，镁离子和锌离子在鳌合分子团中相互错位增强了电离能力，产生协同作用，从而激发出更多的负氢离子。负氢离子具有较强的氧化还原能力，能够与具有恶臭气味的物质反应，从而达到除臭效果。虽然上述检测结果是在新配置的溶液中进行的，但是实验结果同时发现，上述负氢离子的寿命由于其受多离子溶液电负性和多离子含量的影响，因而其较现有的固体负氢离子溶于水得到的负氢离子溶液具有更高的寿命和更好的稳定性。

表1多离子除臭剂的负氢离子含量

实施例1-5得到的多离子除臭剂与日本微生物除臭剂、国产植物提取液除臭剂按照如下步骤进行实验，对比其对代表性氨气和硫化氢的去除效果：

(1)在10L Tedlar膜采气袋中部安装进出气四氟乙烯阀门，封口，使用采样器抽出其中气体；

(2)将采气袋用软管与氨气和硫化氢标准气体罐(氨气300ppm、硫化氢150ppm)减压阀门连接，设定阀门流量500ml/min，充气4min后关闭阀门；

(3)使用气体检测仪测定气体浓度，记录数据；

(4)重复步骤(2)，用喷瓶取适量治理液，由安装好的喷头喷入气袋中，摇晃使其充分接触10s和60min后，使用气体检测仪测定气体浓度，记录数据。本实验采取硫化氢的初始浓度为150ppm，由毒理学资料得知120-280ppm可使人一小时内急性中毒，属于高浓度；采取氨气的初始浓度为300ppm，一般接触500ppm可发生强烈的刺激症状，人只可耐受1.25分钟，属于高浓度；实验结果如下表2：

表2除臭剂对恶臭气体的去除

由表2可以得知，针对即时效果的测试对比中，日本产某市场上的除臭剂对于一定浓度的恶臭气体去除率分别为：硫化氢13.52％，氨气47.29％；国产某市场上的除臭剂对于一定浓度的恶臭气体去除率分别为：硫化氢1.21％，几乎无作用，对于氨气14.22％，效果很差，该除臭剂有香味，掩盖的可能性较大。对比说明本发明在处理高浓度恶臭气体方面有显著优势。

其中实施例2、3、5三组对硫化氢和氨气的即时去除效果均能达到99％左右；相对的，实施例1和实施例4去除率均只有60％左右，很明显看出：在达到一定量镁离子存在的情况下，锌离子加入到一定量对于离子水体系的去除效率影响非常大，二者产生协同作用，不仅使负氢离子含量增加，同时提高了多离子除臭剂的氧化还原能力，对恶臭气体的去除起到了很大的提升作用。

实施例1-3检测其抑菌结果如下表3所示：

表3除臭剂的抑菌效果

注：阳性对照组平均菌落数为4.30×10⁴cfu/ml。

阴性对照组：PBS、培养基无细菌生长。

由以上可知，实施例2-3对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌效果都可达到91％左右，具有较强的杀菌抑菌能力；实施例1具有一定的杀菌抑菌能力，相对实施例2-3较差。

将上述实施例1-5得到的多离子除臭剂进行急性经口毒性检测，具体试验方法如下：

(1)测试方法：消毒技术规范，中华人民共和国卫生部(2002年)

(2)检测环境：SPF动物房，合格证号：SYXK(粤)2017-0074，室温22±1℃；相对湿度60±5％。

(3)试验动物：昆明种小鼠，体重18～22g，由广东省医学实验动物中心提供，合格证号：NO.48563814611485。

(4)动物数/系别：雌雄各10只

(5)溶媒：蒸馏水

(6)染毒途径：经口灌胃

(7)试验方法：采用一次限量法，灌胃剂量为5.0g/kg；染毒前动物禁食过夜。染毒后，每天2次观察中毒症状或行为变化，每周称重一次，对中毒死亡动物和染毒14天存活动物作大体病理观察。

(8)测试结果：上述实施例1-5中制得的多离子除臭剂急性经口毒性LD50＞5000mg/kg体重。实验动物在染毒14天内未见任何中毒症状和中毒死亡；雌雄动物的平均体重未见异常。实验观察结束，对受试动物进行大体病理解剖检查也未见异常变化。

由以上可知，实施例1-5对小鼠的经口LD50＞5000mg/kg,根据急性毒性分级，本发明的多离子除臭剂实际无毒。因而能够放心的用在家庭、公共环境中的卫生清洁、环保领域，以及在养猪场、垃圾填埋场等具有恶臭气味的区域使用。

虽然本发明已以多个实施例揭露如上，但其并非用以限制本发明，任何本技术领域内的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围之内，对本发明作出的任何非实质性的改进和调整，仍应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多离子除臭剂，其特征在于，包括如下组分：含钙离子的化合物、含钾离子的化合物、含镁离子的化合物、含锌离子的化合物、含硅离子的化合物及去离子水。

2.根据权利要求1所述的一种多离子除臭剂，其特征在于：所述含钙离子的化合物选自碳酸钙、碳酸氢钙、氢氧化钙或醋酸钙中的一种或几种，所述含钾离子的化合物为选自碳酸氢钾、氢氧化钾或氯化钾中的一种或几种，含镁离子的化合物为选自碳酸镁或硫酸镁中的一种或几种，含锌离子的化合物选自醋酸锌、硫酸锌或葡萄糖酸锌中的一种或几种，含硅离子的化合物选自硅灰石。

3.根据权利要求1所述的一种多离子除臭剂，其特征在于：所述多离子除臭剂含负氢离子。

4.根据权利要求1所述的一种多离子除臭剂，其特征在于：所述含负氢离子含量在1000ppb以上。

5.根据权利要求1所述的一种多离子除臭剂，其特征在于：所述多离子除臭剂含有如下浓度的离子：

6.根据权利要求5所述的一种多离子除臭剂，其特征在于：所述多离子除臭剂含有如下浓度的离子：

7.一种如权利要求1至6任一项所述的多离子除臭剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据各离子的浓度分别称取含钙离子的化合物、含钾离子的化合物和含硅离子的化合物，将所述含硅离子的化合物加入到称量好的去离子水中，进行第一次搅拌，然后再依次加入含钙离子的化合物和含钾离子的化合物，进行第二次搅拌；

2)根据锌离子的浓度称取含锌离子的化合物，加入步骤1)所得离子液中，进行第三次搅拌；

3)根据镁离子的浓度称取含镁离子的化合物，加入步骤2)所得离子液中，进行第四次搅拌，静置48小时，取上清液即得多离子除臭剂。

8.根据权利要求7所述的一种多离子除臭剂的制备方法，其特征在于：所述第一次搅拌为常温下搅拌3-8小时；所述第二次搅拌为50-70℃下搅拌反应3-8小时；所述第三次搅拌为30-45℃下搅拌反应2小时；所述第四次搅拌为常温搅拌24小时。

9.一种如权利要求1-6任一项所述的多离子除臭剂在家庭清洁、卫生环保领域处理异味中的应用。