CN111493069A - 一种固体二氧化氯缓释剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种固体二氧化氯缓释剂及其制备方法,包括以下重量份数的各组分:二氧化氯前体20‑35份、改性碳纳米管10‑15份、吸附剂10‑15份、稳定剂15‑25份、能溶于水的粘合剂15‑25份、不溶于水的填充剂10‑15份,制作步骤如下:首先将二氧化氯前体和稳定剂用去离子水配制成浓度为5‑25%前体溶液;其次将改性碳纳米管和吸附剂加入前体溶液中浸泡;第三将浸泡后的改性碳纳米管和吸附剂与粘合剂和填充剂相混合并造成颗粒;最后将颗粒干燥、分装密封。该发明的产品形态稳定,单位重量产品中具有较高的有效成份,具有更好的缓释效果,易于包装和使用。
Description
技术领域
本发明涉及空气净化领域,尤其是一种形态稳固、缓释效果好、易于使用的固体二氧化氯缓释剂及其制备方法。
背景技术
近年来,二氧化氯作为一种安全、高效的消毒杀菌制剂越来越受到人们的重视,已经应用于水处理、空气净化、食品保鲜等诸多领域。在空气净化领域,由于二氧化氯的浓度低于50ppm时是对人体无影响的。因此研发一种缓释、长效的二氧化氯缓释制剂就十分重要。现有的二氧化氯缓释剂中,多是以胶体、或粉体的形式存在,单位重量产品中有效成份含量有限,形态不稳定,在二氧化氯缓释剂的缓释过程中形态会发生变化导致其与空气大面积的接触,缓释剂中的有效成份就会快速反应释放出二氧化氯,缓释效果不好,而且在前期二氧化氯浓度高时还会对人体的健康产生影响,同时粉体和胶体状态也不利于其包装运输和使用。
发明内容
针对现有的不足,本发明提供一种形态稳固、缓释效果好、易于使用的固体二氧化氯缓释剂及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种固体二氧化氯缓释剂,包括以下重量份数的各组分:二氧化氯前体20-35份、改性碳纳米管10-15份、吸附剂10-15份、稳定剂15-25份、能溶于水的粘合剂15-25份、不溶于水的填充剂10-15份。
作为优选,所述各组分的重量份数为:二氧化氯前体22-30份、改性碳纳米管12-15份、吸附剂12-15份、稳定剂17-23份、粘合剂16-24份、填充剂11-15份。
作为优选,所述二氧化氯前体是亚氯酸钠、亚氯酸钙、亚氯酸镁、亚氯酸钾、亚氯酸钡中的一种或多种组成的混合物。
作为优选,所述吸附剂是活性氧化铝、硅藻土、白土、海泡石、凹凸棒、椰壳、大孔树脂中的一种或多种组成的混合物。
作为优选,所述稳定剂是氯化钙、硫酸镁、硫酸氢镁、硫酸钠、硫酸氢钠、硫酸钾、硫酸氢钾中的一种或多种组成的混合物。
作为优选,所述粘合剂是水溶性淀粉、糊精、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、海藻酸钠中的一种或多种组成的混合物。
作为优选,所述填充剂是微晶纤维素、乙基纤维素、碳酸钙、硫酸钡、聚丙烯醇中的一种或多种组成的混合物。
作为优选,所述改性碳纳米管的加工方法,包括如下步骤:(1)将单壁碳纳米管粉体在浓H2SO4和浓HNO3的混酸中60℃酸化1-4h,反应后离心清洗至中性;(2)酸化清洗过的单壁碳纳米管、二氯亚砜在足量的无水乙醇中超声分散2~3小时,然后在70℃~100℃温度下搅拌反应20~30小时,减压蒸馏除去二氯亚砜,过滤得固形物用蒸馏水洗涤,真空干燥,得到酰氯化碳纳米管;(3)将酰氯化碳纳米管、对氨基苯磺酸钠在足量的无水乙醇中超声分散10~20分钟,于60℃~80℃下搅拌反应18~36个小时,待反应液冷却至室温后,过滤得固形物用蒸馏水洗涤,真空干燥,得到改性碳纳米管。
一种固体二氧化氯缓释剂的制备方法,其加工制备的步骤如下:
S1:将重量份数的二氧化氯前体20-35份和稳定剂15-25份用去离子水配制成二氧化氯前体的重量浓度为5-25%前体溶液;
S2:将重量份数的改性碳纳米管10-15份和吸附剂10-15份加入前体溶液中浸泡;
S3:将浸泡后的改性碳纳米管和吸附剂与重量份数的能溶于水的粘合剂15-25份和不溶于水的填充剂10-15份相混合均匀并造粒形成具有几何形状的颗粒
S4:将S3中制造的颗粒干燥、分装密封。
作为优选,所述S2步骤中的浸泡是通过超声浸泡2~3小时来进行吸附的,所述S3步骤中颗粒的粒径范围是1.5-6mm。
本发明的有益效果在于:该发明利用改性碳纳米管的稳定性、大比表面积的表面效应、憎水性,保持了产品形态的稳定,使其不会随着缓释的进行而产生形态的变化,能始终保持均匀的缓释状态,其在吸附二氧化氯前体的同时也会吸附吸附剂,同样吸附剂在吸附二氧化氯前体的同时也会吸附改性碳纳米管,彼此之间的相互吸附进一步增强了二氧化氯前体的吸附量,单位重量的产品上就会吸附更多的有效成份,能有效的延长产品的使用时效,具有更好的缓释效果,产品具有稳定的形态也易于了包装和使用,稳定剂则保持二氧化氯前体发生反应时的酸碱度,保持反应的正常进行,粘合剂和填充剂则将吸附有二氧化氯前体的改性碳纳米管和吸附剂包裹起来,形成一种保护层,避免了有效成份裸露在外与空气中的水分和二氧化碳的直接接触,方便了产品的保存,粘合剂和填充剂与水相溶的不同特性则保证了将产品放置在空气中时,通过粘合剂与空气中水份的缓慢溶解来将保护层慢慢打开,使得包裹在保护层内的有效成份与空气中的水份以及二氧化碳相接触来慢慢的释放出二氧化氯,缓释效果好,时效长、也易于包装收纳使用。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的目的、技术方案和优点,下面将结合实施例对本发明作进一步说明,进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例是本发明的部分实施例,而不是全部实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。
本发明实施例一种固体二氧化氯缓释剂及其制备方法,包括如下步骤:
S1:将重量份数的二氧化氯前体20-35份和稳定剂15-25份用去离子水配制成二氧化氯前体的重量浓度为5-25%前体溶液,优选的是二氧化氯前体为22-30份,稳定剂为17-23份,在常温下将它们予以混合均匀,稳定剂用来保持二氧化氯前体能在溶液中稳定存在,不会产生分解,同时稳定剂也使得二氧化氯前体在缓释过程中保持在合适的酸碱度,保持反应的平稳进行;其中二氧化氯前体是亚氯酸钠、亚氯酸钙、亚氯酸镁、亚氯酸钾、亚氯酸钡中的一种或多种组成的混合物,所述稳定剂是氯化钙、硫酸镁、硫酸氢镁、硫酸钠、硫酸氢钠、硫酸钾、硫酸氢钾中的一种或多种组成的混合物,根据所要使用空间的空气状况就可以使用不同浓度的二氧化氯前体,在空气状况恶劣的环境下,就可以使用浓度大的,在空气状况相对比较好的环境下使用时就可以选择浓度小的产品;
S2:将重量份数的改性碳纳米管10-15份和吸附剂10-15份加入前体溶液中浸泡,此时优先选择改性碳纳米管为12-15份、吸附剂为12-15份、改性碳纳米管的结构稳定、具有大比表面积的表面效应、与水不相溶,具有极大的轻度和韧性,能保持产品形态的稳定,使其不会随着缓释的进行而产生形态的变化,能始终保持均匀的缓释状态,其在吸附二氧化氯前体的同时也会吸附吸附剂,同样吸附剂在吸附二氧化氯前体的同时也会吸附改性碳纳米管,改性纳米管与吸附剂之间的相互吸附进一步增强了二氧化氯前体的吸附量,单位重量的产品上就会吸附更多的有效成份,能有效的延长产品的使用时效,具有更好的缓释效果,产品具有稳定的形态也易于了包装和使用,浸泡的时间则可以依据不同需求来选择,比如可根据改性碳纳米管和吸附剂的大小、吸附剂的种类、前体溶液的浓度等,在改性碳纳米管和吸附剂的粒径大时,比表面积小就可以延长浸泡时间,前体溶液浓度低、吸附剂的吸附能力弱时都可以延长浸泡时间来使得产品中所吸附足够多的二氧化氯前体,可以在常规的条件下浸泡也可以通过超声浸泡的方式来浸泡吸附,优选所述S2步骤中的浸泡是通过超声浸泡2~3小时来进行浸泡吸附的,这样就使得颗粒团聚体得以分散,不会产生团聚,分散就更均匀,浸泡效率更高,所述吸附剂是活性氧化铝、硅藻土、白土、海泡石、凹凸棒、椰壳、大孔树脂中的一种或多种组成的混合物,活性氧化铝是吸附极性分子的吸附剂,吸附作用力小易解吸,相对于硅胶来说,其吸湿能力差;硅藻土是由无定形的SiO2组成,结构强度不够,吸水后易发生形态的改变;白土吸水后易膨胀,水中易裂解;海泡石遇水变软,呈现出流变性能;凹凸棒在湿的状态具有粘性和可塑性,水浸泡后会崩散,因此在潮湿的环境下易导致产品形态变化,无法控制缓释的进程;大孔树脂吸水易膨胀,将它们与改性碳纳米管相混合使用,通过碳纳米管的配合使用就克服了它们各自的缺陷,使得制成的产品具有固定的形态,在缓释过程中也不会导致形态的改变,从而能保持缓释过程的平稳进行以及与空气接触的表面积;对于改性碳纳米管来说,其可以通过如下的步骤来加工制得:(1)将单壁碳纳米管粉体在浓H2SO4和浓HNO3的混酸中60℃酸化1-4h,反应后离心清洗至中性;(2)酸化清洗过的单壁碳纳米管、二氯亚砜在足量的无水乙醇中超声分散2~3小时,然后在70℃~100℃温度下搅拌反应20~30小时,减压蒸馏除去二氯亚砜,过滤得固形物用蒸馏水洗涤,真空干燥,得到酰氯化碳纳米管;(3)将酰氯化碳纳米管、对氨基苯磺酸钠在足量的无水乙醇中超声分散10~20分钟,于60℃~80℃下搅拌反应18~36个小时,待反应液冷却至室温后,过滤得固形物用蒸馏水洗涤,真空干燥,得到改性碳纳米管,采用混酸来酸化,混酸氧化能力强,时间短,温度低,不会产生过度酸化的问题,显著的降低了酸化反应的温度和时间,利于生产,超声分散是时间2-3小时,分散时间长,剪短了碳纳米管,管径分离明显,利于其分散,提高了碳纳米管的纯度,使其粒径变小,增强了其吸附能力。
S3:将浸泡后的改性碳纳米管和吸附剂与重量份数的能溶于水的粘合剂15-25份和不溶于水的填充剂10-15份相混合均匀并造粒形成具有几何形状的颗粒,优选粘合剂为16-24份、填充剂为11-15份,混合时就可以将粘合剂和填充剂直接加入浸泡改性碳纳米管和吸附剂的二氧化氯前体溶液中进行混合,也可以将浸泡后的改性碳纳米管和吸附剂从二氧化氯前体溶液中过滤后与粘合剂和填充剂相混合,混合后粘合剂和填充剂就将吸附有二氧化氯前体的改性碳纳米管和吸附剂包裹起来,形成一种保护层,避免了有效成份裸露在外与空气中的水分和二氧化碳的直接接触,方便了产品的保存,粘合剂和填充剂与水相溶的不同特性则保证了将产品放置在空气中时,通过粘合剂与空气中水份的缓慢溶解来将保护层慢慢打开,使得包裹在保护层内的有效成份与空气中的水份以及二氧化碳相接触来慢慢的释放出二氧化氯,缓释效果好,时效长、也易于包装收纳使用。而在制成几何形态的颗粒时,则可以依据不同的需求,生产成不同的形状,比如柱状或球状,这样就使得其具有相对比较大的表面积,与空气接触的表面积就很大,能有效的净化空气,所述颗粒的粒径范围是1.5-6mm;所述粘合剂是水溶性淀粉、糊精、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、海藻酸钠中的一种或多种组成的混合物;所述填充剂是微晶纤维素、乙基纤维素、碳酸钙、硫酸钡、聚丙烯醇中的一种或多种组成的混合物。
S4:将S3中制造的颗粒干燥、分装密封,在恒温干燥箱中干燥,干燥温度为60-80℃,根据不同的需求,可以将颗粒干燥至含水率不高于15%,将产品的水分保持在一定水平,能更好的保持产品的形态,不会在所处环境中产生过大的形态变化,待干燥完成后,冷却至室温后将其分装并密封,在使用时只需要打开密封装置将其放置在待使用的地方即可。
具体案例如下:
实施案例1:
(1)称取亚氯酸钠30g,硫酸钠23g用去离子水配制成亚氯酸钠的重量浓度为20%的溶液待用;(2)将改性碳纳米管14g,硅藻土14g浸泡于前述20%的亚氯酸钠溶液中超声浸泡吸附2小时;(3)将吸附有亚氯酸钠的改性碳纳米管和硅藻土同羧甲基纤维素钠24g,聚丙烯醇14g,混合均匀,之后通过造粒机进行造粒,所造颗粒的粒径为4.0mm;(4)将造好的颗粒在恒温干燥箱中,温度为75℃的情况下干燥4小时,干燥完毕后将颗粒根据不同的规格需求进行包装密封。
实施案例2:
(1)称取亚氯酸钾24g,硫酸钾17g用去离子水配制成亚氯酸钾的重量浓度为10%的溶液待用;(2)将改性碳纳米管12g,大孔树脂12g浸泡于前述10%的亚氯酸钾溶液中3.5小时;(3)将吸附有亚氯酸钾的改性碳纳米管和大孔树脂同水溶性淀粉18g,微晶纤维素12g,混合均匀,之后通过造粒机进行造粒,所造颗粒的粒径为6.0mm;(4)将造好的颗粒在恒温干燥箱中,温度为80℃的情况下干燥5小时,干燥完毕后将颗粒根据不同的规格需求进行包装密封。
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种固体二氧化氯缓释剂,其特征在于:包括以下重量份数的各组分:二氧化氯前体20-35份、改性碳纳米管10-15份、吸附剂10-15份、稳定剂15-25份、能溶于水的粘合剂15-25份、不溶于水的填充剂10-15份。
2.根据权利要求1所述固体二氧化氯缓释剂,其特征在于:所述各组分的重量份数为:二氧化氯前体22-30份、改性碳纳米管12-15份、吸附剂12-15份、稳定剂17-23份、粘合剂16-24份、填充剂11-15份。
3.根据权利要求1所述固体二氧化氯缓释剂,其特征在于:所述二氧化氯前体是亚氯酸钠、亚氯酸钙、亚氯酸镁、亚氯酸钾、亚氯酸钡中的一种或多种组成的混合物。
4.根据权利要求1所述固体二氧化氯缓释剂,其特征在于:所述吸附剂是活性氧化铝、硅藻土、白土、海泡石、凹凸棒、椰壳、大孔树脂中的一种或多种组成的混合物。
5.根据权利要求1所述固体二氧化氯缓释剂,其特征在于:所述稳定剂是氯化钙、硫酸镁、硫酸氢镁、硫酸钠、硫酸氢钠、硫酸钾、硫酸氢钾中的一种或多种组成的混合物。
6.根据权利要求1所述固体二氧化氯缓释剂,其特征在于:所述粘合剂是水溶性淀粉、糊精、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、海藻酸钠中的一种或多种组成的混合物。
7.根据权利要求1所述固体二氧化氯缓释剂,其特征在于:所述填充剂是微晶纤维素、乙基纤维素、碳酸钙、硫酸钡、聚丙烯醇中的一种或多种组成的混合物。
8.根据权利要求1所述固体二氧化氯缓释剂,其特征在于:所述改性碳纳米管的加工方法,包括如下步骤:(1)将单壁碳纳米管粉体在浓H2SO4和浓HNO3的混酸中60℃酸化1-4h,反应后离心清洗至中性;(2)酸化清洗过的单壁碳纳米管、二氯亚砜在足量的无水乙醇中超声分散2~3小时,然后在70℃~100℃温度下搅拌反应20~30小时,减压蒸馏除去二氯亚砜,过滤得固形物用蒸馏水洗涤,真空干燥,得到酰氯化碳纳米管;(3)将酰氯化碳纳米管、对氨基苯磺酸钠在足量的无水乙醇中超声分散10~20分钟,于60℃~80℃下搅拌反应18~36个小时,待反应液冷却至室温后,过滤得固形物用蒸馏水洗涤,真空干燥,得到改性碳纳米管。
9.一种固体二氧化氯缓释剂的制备方法,其特征在于:其加工制备的步骤如下:
S1:将重量份数的二氧化氯前体20-35份和稳定剂15-25份用去离子水配制成二氧化氯前体的重量浓度为5-25%前体溶液;
S2:将重量份数的改性碳纳米管10-15份和吸附剂10-15份加入前体溶液中浸泡;
S3:将浸泡后的改性碳纳米管和吸附剂与重量份数的能溶于水的粘合剂15-25份和不溶于水的填充剂10-15份相混合均匀并造粒形成具有几何形状的颗粒
S4:将S3中制造的颗粒干燥、分装密封。
10.根据权利要求9所述固体二氧化氯缓释剂的制备方法,其特征在于:所述S2步骤中的浸泡是通过超声浸泡2~3小时来进行吸附的,所述S3步骤中颗粒的粒径范围是1.5-6mm。
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