CN111547683A - 净化用试剂、装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及净化用试剂、装置和方法，具体而言，涉及通过产生二氧化氯进行净化的试剂、装置和方法。本申请的净化剂包含独立存在的第一组分和第二组分，所述第一组分包含亚氯酸盐或亚氯酸盐水溶液，所述第二组分包含活性剂、催化剂、以及活性抑制剂；其中所述亚氯酸盐或亚氯酸盐水溶液中的亚氯酸离子、所述活性剂中的氢离子、所述催化剂中的碘离子、所述活性抑制剂产生的氢氧根之间的摩尔比为1:0.3‑3:0.04‑0.4:0.05‑0.3。该净化剂可在保证人体安全暴露浓度可控条件下迅速制备并在一定期间内长效稳定释放二氧化氯气体，从而实现即时、长效且稳定地制备并释放二氧化氯气体。

Description

净化用试剂、装置和方法
技术领域
本申请涉及净化用试剂、装置和方法，具体而言，涉及通过产生二氧化氯进行净化的试剂、装置和方法。
背景技术
二氧化氯(ClO2)具有强氧化性，其杀菌能力是氯气的5倍，是次氯酸钠的50倍以上，对细菌、真菌、病毒、芽孢等有良好杀灭和抑制作用，常用于饮用水、空气消毒。
但二氧化氯气体作为环境消毒剂使用时，一方面需要持续维持一定的浓度，一方面还要保障同一空间内人或者动物的安全。美国的劳动安全卫生局(OSHA)规定，二氧化氯每日8小时的成人职业安全暴露浓度为0.1ppm，日本的工业团体二氧化氯工业会基于世界最新的研究结果和论证，将普通适用于室内空气环境消毒的二氧化氯安全浓度设定为0.01ppm。但目前用于二氧化氯气体的缓释释放技术，大部分为二氧化氯的生成或缓释方法，并未涉及具体的浓度控制技术，以及相对应的稳定持续性释放用缓释技术。
目前的二氧化氯产品主要分为两类，一类是快速释放型，在水质消毒领域用得较多，如专利文献CN201210185831.1公开的一种二氧化氯片剂消毒剂及其制备方法，另一类是持久缓慢释放型，主要用于空间的除菌、防霉、去异味。
现有民用制备二氧化氯的方法为亚氯酸盐氧化法，以亚氯酸钠为原料，与氧化剂(如氯、次氯酸钠、过硫酸盐)反应，或在酸性条件下发生自氧化反应，其特点为常温下即可反应，且几乎不产生氯气。而亚氯酸盐与在酸性条件下的自氧化反应是目前制备二氧化氯的最常见方式，其主反应过程为：
NaClO2+H+＝HClO2+Na+
但如反应式所示，随着反应中H+的消耗，维持反应速度以及二氧化氯释放速率是制备应用的关键。
现有技术为了实现缓释，将产品做成固体形态，或加入吸水性树脂，或使用大量酸碱缓冲剂，或调节初始pH值再加入缓释速率调节剂，或多种方式同时作用。这些方式对平稳二氧化氯释放有一定的帮助，但在即时性和最大浓度控制上仍不够理想。例如：
专利文献CN200710139426.5公开了一种芳香型缓释二氧化氯凝胶粉，由如下重量单位的原料组成：二氧化氯母体8-24，缓释激发剂6-20，稳定剂10-25，胶体剂10-24，交联剂3-7，固体香精1-4。使用时将其加入到水中形成凝胶。其以聚丙烯酸盐等高分子吸水体作凝胶剂，加入丙烯酸酰胺等交联剂，形成网状结构，束缚控制二氧化氯均匀缓慢释放，从而延长使用时间。该方法具有一定的缓释效果，但物理束缚控制方式不能控制初期的化学反应，没有解决释放速率衰减快的问题；
专利文献CN200710094437.6公开了一种家居护理中除臭、杀菌、空气净化产品，其包括A、B两组分，A为稳定性二氧化氯溶液、表面活性剂、香精；B为凝胶剂(羧甲基纤维素醚)、活化剂(柠檬酸或酒石酸或硫酸氢钠)、缓释剂(磷酸盐或柠檬酸盐)。使用时将组分B倒入盛装组分A的容器中即可迅速形成凝胶。作用机理是在活化剂和缓释剂的作用下，缓慢释放出氢离子，逐渐活化凝胶中的稳定性二氧化氯，均匀释放出二氧化氯，达到杀灭空气中的有害细菌和病毒，氧化分解空气中的有害异味成分，起到净化室内空气的作用，可持续作用两个月。由于随反应进行凝胶中的稳定二氧化氯不断减少，该方法仍没能解决前后释放速率相差较大的问题；
专利文献CN201910357996.4公开了调节二氧化氯平稳释放的方法，通过向体系中添加缓释速率调节剂并将体系的初始pH值调至5-10，使亚氯酸钠分解释放二氧化氯的过程中体系的pH值逐渐平稳降低，从而控制亚氯酸钠的反应速率，以此实现二氧化氯的平稳释放。所述缓释速率调节剂含有氯离子、铵根离子和锰化合物中的至少一种。使用这种方法可以抑制二氧化氯气体的急速浓度上升，但是不能解决即时性也就是迅速达到指定浓度的问题；另外此发明二氧化氯气体浓度依存于亚氯酸钠溶液浓度和初始pH值，并不能控制二氧化氯气体的最大浓度。
目前亟需在日常环境下可通过简易操作制备二氧化氯气体、可适用于室内环境消毒使用、并在保证人体安全暴露浓度可控条件下迅速制备并在一定期间内长效稳定释放二氧化氯气体的配方、装置和方法，以及可制备出液体或者凝胶剂的方法。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本申请主要解决了控制二氧化氯气体制备浓度的问题，即在持续稳定生成二氧化氯气体的同时，还解决了反应初期生成的即时性问题。
在本申请的一个或多个实施方式中，可以控制制备二氧化氯气体的浓度，并在保障即时制备的同时还可在一定期间内长效稳定地制备并释放二氧化氯气体。
本申请的一个或多个实施方式提供了净化剂，其包含独立存在的第一组分和第二组分，所述第一组分包含亚氯酸盐或亚氯酸盐水溶液，所述第二组分包含调节所述亚氯酸盐形成的水溶液或所述亚氯酸盐水溶液的pH值的活性剂、提高所述亚氯酸盐形成的水溶液或所述亚氯酸盐水溶液与所述活性剂的初期反应速率的催化剂、以及降低所述亚氯酸盐形成的水溶液或所述亚氯酸盐水溶液与所述活性剂的后期反应速率的活性抑制剂；其中所述亚氯酸盐或亚氯酸盐水溶液中的亚氯酸离子、所述活性剂中的氢离子、所述催化剂中的碘离子、所述活性抑制剂产生的氢氧根之间的摩尔比为1:0.3-3:0.04-0.4:0.05-0.3，例如1:(0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、或3):(0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、或0.4):(0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、或0.3)。
本申请的一个或多个实施方式提供了净化装置，其包括第一容器和第二容器，所述第一容器内包含亚氯酸盐或亚氯酸盐水溶液，所述第二容器内包含调节所述亚氯酸盐形成的水溶液或所述亚氯酸盐水溶液的pH值的活性剂、提高所述亚氯酸盐形成的水溶液或所述亚氯酸盐水溶液与所述活性剂的初期反应速率的催化剂、以及降低所述亚氯酸盐形成的水溶液或所述亚氯酸盐水溶液与所述活性剂的后期反应速率的活性抑制剂；其中所述亚氯酸盐或亚氯酸盐水溶液中的亚氯酸离子、所述活性剂中的氢离子、所述催化剂中的碘离子、所述活性抑制剂产生的氢氧根之间的摩尔比为1:0.3-3:0.04-0.4:0.05-0.3，例如1:(0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、或3):(0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、或0.4):(0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、或0.3)。
本申请的一个或多个实施方式提供了用二氧化氯净化的方法，所述方法包括将亚氯酸盐或亚氯酸盐水溶液、调节所述亚氯酸盐形成的水溶液或所述亚氯酸盐水溶液的pH值的活性剂、提高所述亚氯酸盐形成的水溶液或所述亚氯酸盐水溶液与所述活性剂的初期反应速率的催化剂、以及降低所述亚氯酸盐形成的水溶液或所述亚氯酸盐水溶液与所述活性剂的后期反应速率的活性抑制剂混合，进而产生二氧化氯；其中所述亚氯酸盐或亚氯酸盐水溶液中的亚氯酸离子、所述活性剂中的氢离子、所述催化剂中的碘离子、所述活性抑制剂产生的氢氧根之间的摩尔比为1:0.3-3:0.04-0.4:0.05-0.3，例如1:(0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、或3):(0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、或0.4):(0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、或0.3)。
本申请的一个或多个实施方式提供了本申请的净化剂或净化装置在净化空气或水中的用途。
在本申请的一个或多个实施方式中，所述亚氯酸盐为亚氯酸的一价或二价金属盐或者其混合物。
在本申请的一个或多个实施方式中，所述亚氯酸盐为亚氯酸钠、亚氯酸钾、亚氯酸锂、亚氯酸钙或亚氯酸镁。
在本申请的一个或多个实施方式中，所述亚氯酸盐水溶液的pH值为9-13，比如9、10、11、12。
在本申请的一个或多个实施方式中，所述亚氯酸盐水溶液的pH值为11-12。
在本申请的一个或多个实施方式中，所述亚氯酸盐水溶液的浓度为0.001kg/L-0.25kg/L，例如0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.125、0.15、0.2、0.25kg/L。
在本申请的一个或多个实施方式中，所述亚氯酸盐水溶液的浓度为0.01kg/L-0.15kg/L。
在本申请的一个或多个实施方式中，所述活性剂为有机酸、无机酸、或其盐。
在本申请的一个或多个实施方式中，所述活性剂为盐酸、硼酸、磷酸、碳酸、硫酸、碳酸氢钠、磷酸二氢钠、醋酸、柠檬酸、醋酸钠、柠檬酸二钠或偏磷酸钠。
在本申请的一个或多个实施方式中，所述催化剂为金属碘化物。
在本申请的一个或多个实施方式中，所述催化剂为碘化钠、碘化钾、碘化镁、或碘化钙。
在本申请的一个或多个实施方式中，所述活性抑制剂为碱性硅酸盐类。
在本申请的一个或多个实施方式中，所述活性抑制剂为硅酸锂、硅酸钠、偏硅酸钠、硅酸钾、硅酸镁、硅酸钙。
在本申请的一个或多个实施方式中，所述第二组分还包含吸水性树脂。
在本申请的一个或多个实施方式中，所述第一容器为密封容器。
在本申请的一个或多个实施方式中，所述第一容器为密封瓶或密封包。
在本申请的一个或多个实施方式中，所述第二容器还包含吸水性树脂。
在本申请的一个或多个实施方式中，所述方法将亚氯酸盐或亚氯酸盐水溶液、活性剂、催化剂、活性抑制剂、以及吸水性树脂混合。
附图说明
图1是二氧化氯气体的生成浓度随时间变化的示意图。
具体实施方式
在本申请的一个或多个实施方式中，使用亚氯酸盐水溶液、可迅速调整亚氯酸盐水溶液pH值的活性剂、可对活性剂的作用延缓的活性抑制剂、以及促进所述亚氯酸盐水溶液与所述活性剂反应的催化剂(例如金属碘化物)，使其混合以产生液体制剂。任选地，还可再加入吸水性树脂生成凝胶制剂，用于即时、持续稳定地生成释放二氧化氯。
在本申请的一个或多个实施方式中，净化剂可用于空气或水的净化。
在本申请的一个或多个实施方式中，净化装置可用于空气或水的净化。
在本申请的一个或多个实施方式中，净化方法可用于空气或水的净化。
在本申请的一个或多个实施方式中，所述活性剂能够迅速调节所述亚氯酸盐水溶液的pH值。
在本申请的一个或多个实施方式中，将作为第一药剂的亚氯酸盐水溶液放置于密封药剂瓶或密封包装，将可迅速调整亚氯酸盐水溶液的pH值的活性剂、对活性剂的作用延缓的活性抑制剂、以及催化剂(例如金属碘化物)作为第二药剂放置于包装内。在使用时，将第二药剂加入包含第一药剂的密封药剂瓶或密封包装内，将第一药剂与第二药剂混合，即可迅速地释放稳定浓度的二氧化氯气体。
在本申请的一个或多个实施方式中，当向亚氯酸盐水溶液加入调整pH值的活性剂时，为了缓慢释放二氧化氯气体，通常使用弱酸作为活性剂，这导致初期二氧化氯释放很慢，需要很长时间才能积累到所需要的气体浓度。加入催化剂(例如金属碘化物)可加快初期反应产生二氧化氯气体的速率。当制备浓度到达一定水平时，为了抑制反应速度从而达到迅速、稳定且持续的反应效果，还需要具有缓效作用的活性抑制剂，用以阻止或者减缓反应。
在本申请的一个或多个实施方式中，亚氯酸盐水溶液由亚氯酸盐溶解于水生成，亚氯酸盐溶于水后可以稳定保存。
在本申请的一个或多个实施方式中，亚氯酸盐为亚氯酸的一价金属盐(例如亚氯酸钠(NaClO2)、亚氯酸钾(KClO2)、或者亚氯酸锂(LiClO2))或二价金属盐(例如亚氯酸钙(Ca(ClO2)2)、亚氯酸镁(Ca(ClO2)2))或者其混合物。考虑制备方便性和常用性，可使用亚氯酸钠(NaClO2)。
在本申请的一个或多个实施方式中，对于亚氯酸盐水溶液的pH值不做限制。
在本申请的一个或多个实施方式中，亚氯酸盐水溶液的pH值为9-13，为了能更稳定长期保存，可以为11-12。在调制亚氯酸盐水溶液时，可以适当使用碱性物质来控制pH值，比如氢氧化钠(NaOH)或者氢氧化钾(KOH)。亚氯酸盐水溶液的亚氯酸盐浓度，按照质量体积比计，可为0.001kg/L-0.25kg/L，比如0.001kg/L、0.005kg/L、0.01kg/L、0.02kg/L、0.03kg/L、0.04kg/L、0.05kg/L、0.06kg/L、0.07kg/L、0.08kg/L、0.09kg/L、0.1kg/L、0.125kg/L、0.15kg/L、0.2kg/L、0.25kg/L。
在本申请的一个或多个实施方式中，净化剂包含亚氯酸盐水溶液，考虑易得性、经济性及保存稳定性，可使用亚氯酸钠盐作为主要溶剂，浓度控制为1-150g/L，pH值控制在11-12，可适当添加碱性pH调整剂(例如氢氧化钠)用来调整pH值。
在本申请的一个或多个实施方式中，调节亚氯酸盐水溶液pH值的活性剂，可以使用有机酸或无机酸或者其对应的盐类。例如，无机酸及其盐可为盐酸(HCl)、硼酸(H3BO3)、磷酸(H3PO4)、碳酸(H2CO3)、硫酸(H2SO4)，或者碳酸氢钠(NaHCO3)、磷酸二氢钠(NaH2PO4)。如果需要制备粉末试剂，可以使用磷酸二氢钠(NaH2PO4)。例如，有机酸及其盐可为醋酸(C2H4O2)、柠檬酸(H3(C3H5O(COO)3))、醋酸钠(C2H3NaO2)、柠檬酸二钠(C6H6Na2O7)等。
活性剂的主要作用是，当将其加入到亚氯酸盐水溶液时，可以迅速调节亚氯酸盐水溶液的pH值，也可称作亚氯酸盐水溶液pH调节活性剂。当亚氯酸盐水溶液的pH值被调节至2.5-6.8，因为补充了氢离子，所以可以稳定地生成二氧化氯气体，例如加入焦磷酸二氢钠(Na2H2P2O7)。
将亚氯酸盐水溶液和活性剂混合以后，亚氯酸盐水溶液处于酸性环境下，其反应原理用化学反应式可用下式描述：
NaClO2+H+→Na+HClO2(反应式1)
二氧化氯气体溶于水或者挥发时的平衡反应式如下：
Figure BDA0002476898720000061
溶解平衡基于如下公理反应式：
[HClO2][HClO3]/[ClO2]＝1.2×10-7(反应式3)
可见，在反应式1中，加入氢离子产生亚氯酸，根据反应式3，反应式2的平衡反应向右进行，即可生成二氧化氯气体。
基于上述的反应式，在本申请的一个或多个实施方式中，除了加入快速调整亚氯酸盐水溶液pH值的活性剂以外，还可加入缓慢调整pH值的缓释型活性剂，也就是可缓慢调节pH值至酸性的活性剂。这类活性剂酸性较低，例如弱酸性的无机酸或有机酸，或者其相对于的盐类，例如弱酸性盐类的偏磷酸钠等。
在本申请的一个或多个实施方式中，所述催化剂为金属碘化物，当其溶解于亚氯酸盐水溶液时，碘离子作为催化剂，可以在亚氯酸盐水溶液与活性剂混合的初期加快二氧化氯的生成释放速度。
在本申请的一个或多个实施方式中，金属碘化物为，例如，碘化钠(NaI)、碘化钾(KI)、碘化镁(MgI2)、或碘化钙(CaI2)。
在本申请的一个或多个实施方式中，活性抑制剂与活性剂一起溶解于亚氯酸盐水溶液时，可以长效地降低活性剂的作用，即，可以延缓亚氯酸盐水溶液pH值在活性剂作用下的迅速降低从而降低活性剂作用，也可以通过延缓亚氯酸盐水溶液pH值的上升来达到类似的作用(即活性抑制剂能够减缓亚氯酸盐水溶液返回至碱性pH值)。例如，活性抑制剂为碱性硅酸盐类；其中一价硅酸盐例为例如硅酸锂(mLi2O·nSiO2)、硅酸钠(mNa2O·nSiO2)、硅酸钾(mK2O·nSiO2)，二价硅酸盐例为例如硅酸镁(mMgO·nSiO2)、硅酸钙(mCaO·nSiO2)等。考虑易得性，可以使用硅酸钠或者偏硅酸钠(Na2SiO3)。
在本申请的一个或多个实施方式中，碱性硅酸盐中金属离子与二氧化硅的物质的量的比为0.9-1.2。
以偏硅酸钠作为活性抑制剂为例，其溶解于水的反应式为：
Na2O·SiO2+2H2O→2NaOH+H2SiO3(反应式4)
溶解后缓慢生成的氢氧化钠(NaOH)会中和作为活性剂的酸，抑制并降低活化剂的氢离子释放速度，从而达到抑制混合初期急速的二氧化氯气体生成释放，通过氢离子的缓释达到二氧化氯气体的缓释生成。
反应式4的可逆反应如下：
2NaOH+H2SiO3→Na2O·SiO2+2H2O(反应式5)
当反应式4和其可逆反应式5之间的动态反应平衡时，就可以通过缓慢调节亚氯酸盐溶液pH值的方式，长效稳定地调整二氧化氯气体的生成释放浓度。另外，加入的金属碘化物可以在初期即时地催化生成二氧化氯气体，从而同时达到及时性、缓释性、持续性的反应目的。
即时性指，当药剂混合后快速生成二氧化氯气体从而达到指定浓度。缓释性和持续性指，二氧化氯气体浓度在达到所期望的可控浓度之前的初期不会出现一个大峰值，而迅速达到目标浓度，使该峰值被控制在所期望的可控浓度的1.3倍以下，甚至控制在1.1倍以下。
图1是二氧化氯气体的生成浓度随时间变化的示意图，相比于点划线表示的峰值(未添加活性抑制剂)和虚线表示的缓慢生成(未添加催化剂或活性抑制剂过量)，本申请在这两个状态之间达到了实线曲线所示的平衡生成。
在本申请的一个或多个实施方式中，也可以按需调整二氧化氯气体的指定制备浓度。按照目前公知的方法，生成二氧化氯气体的浓度依赖于次氯酸盐的浓度，但很难控制最大气体浓度。本申请的方法另外添加活性抑制剂，通过调整活性抑制剂的添加浓度，可以按照所需用途和浓度，来自由定制二氧化氯气体的制备浓度。根据反应式4和5所反映的氢氧根和酸根的平衡量，每1质量份的亚氯酸盐水溶液，所添加的活性抑制剂的量控制在0.03-0.3质量份。
在本申请的一个或多个实施方式中，对于作为催化剂的金属碘化物与活性抑制剂的比例，考虑初期的反应效果，金属碘化物与活性抑制剂的质量比控制在3:1-1:3。
在本申请的一个或多个实施方式中，对于活性剂、金属碘化物、活性抑制剂，考虑保存性和制备时的方便性，可使用易于包装存放的固体粉末或者细小颗粒，另外考虑加入作为第一组分的亚氯酸盐水溶液的反应，可使用易溶于水的物质和制备工艺。通常，制备后的混合物制剂为液体状态。如需长期静置的话，可在活性剂、碘化物和活性抑制剂的粉末或颗粒制剂中加入吸水性树脂以生成凝胶制剂。吸水性树脂选用普通凝胶化树脂即可，无特别要求。
在本申请的一个或多个实施方式中，制备二氧化氯气体的简易装置包括，放置亚氯酸盐水溶液的瓶装密封第一包装，放置活性剂、活性抑制剂、金属碘化物以及按需添加的吸水性树脂的袋装密封第二包装，第一包装和第二包装在密封状态下都可以长期安全稳定地存放。第一包装的材质可以选用PP、HDPE类遮光塑料，也可选用金属，其形状可设计为广口易密封形状。第二包装可采用3边或4边密封的PP膜或铝封膜。第一包装和第二包装都是可以稳定存储并具有利于运输的形态，分装组合也很容易。相比于目前常用的已活性化的亚氯酸盐水溶液(低pH值的酸性状态)，第一包装可实现随用随制，更安全稳定且易于保管，制备过程也更容易控制，在家庭环境也可安全方便地使用。在本申请的一个或多个实施方式中，在制备时仅需将第一包装和第二包装拆封后，将第二包装中的粉末或颗粒加入第一包装的溶液中自然混合，稳定浓度的二氧化氯气体即可从第一包装的广口中释放出来。在室内环境下使用的话，安全制备平稳浓度的二氧化氯气体，即可实现长久稳定的室内空气杀菌、消毒、除臭等效果。
在本申请的一个或多个实施方式中，净化剂组合物由可迅速调节亚氯酸盐水溶液pH值的活性化剂、可对活性化剂的作用延缓的活性抑制剂、以及金属碘化物混合产生的粉末或颗粒制剂组成。其中活性化剂为焦磷酸二氢钠，或者加入六偏磷酸钠制成的混合物，其中每1％(1％比例为1g比0.1L容积)或1质量体积比(kg/L)的亚氯酸盐水溶液0.1L中，加入亚氯酸盐质量0.3-3倍的焦磷酸二氢钠或者等效的混合物。活性抑制剂可为偏硅酸钠，其中每1质量体积比(kg/L)的亚氯酸盐水溶液中，加入亚氯酸盐质量0.1-0.25倍的偏硅酸钠；金属碘化物为碘化钾，因为主要起催化作用，其随偏硅酸钠量调整，每加入1质量份的偏硅酸钠，可加入0.8-1.5倍质量份的碘化钾。
在本申请的一个或多个实施方式中，如果制备凝胶制剂，可在粉末或颗粒制剂中加入PVA(聚乙烯醇)类高吸水性高分子制剂，其中每1L的亚氯酸盐水溶液(体积为1L的水溶液)中可混合0.1-0.5倍质量份(1g-5g)的PVA类高分子制剂。
在本申请的一个或多个实施方式中，将上述液体组成物质密封遮光存放于塑料瓶容器中，将上述固体组合物单独或加入PVA高分子制剂的粉末或颗粒物后密封存放于塑料膜或铝封包装袋中，塑料瓶容器和包装袋已经分别密封，可以存放于同一商品包装内。使用时，手动开启塑料瓶容器，将固体组成物质倒入塑料瓶内水溶液中自然混合，即可简单、即时并且持续稳定地生成相对应浓度的二氧化氯气体。
实施例
进行以下实施例来验证本申请的技术效果。
实施例中的实验材料和试剂均为市售产品，具体使用了亚氯酸钠(反应源)、10％盐酸(速效活性剂)、无水磷酸(缓效活性剂)、碘化钾(催化剂)、硅酸钠(活性抑制剂)、纯化水(溶剂)。
实验开始时，分别取亚氯酸钠4g、纯化水996g，溶解以制备亚氯酸钠4‰水溶液；取亚氯酸钠11.25g、纯化水988.75g，溶解以制备亚氯酸钠11.25‰水溶液；取亚氯酸钠120g、纯化水880g，溶解以制备亚氯酸钠12％水溶液，以上溶液各制备1000g备用。
实施例1：取亚氯酸钠4‰水溶液100g，同时加入活性剂无水磷酸2g、催化剂碘化钾0.1g、活性抑制剂硅酸钠0.11g，混合静置，常温密封保存，分时段取溶液和气体分别测定溶液pH值和气体内二氧化氯浓度。
实施例2：取亚氯酸钠11.25‰水溶液100g，同时加入活性剂无水磷酸1.16g、催化剂碘化钾0.1g、活性抑制剂硅酸钠0.05g，混合静置，常温密封保存，分时段取溶液和气体分别测定溶液pH值和气体内二氧化氯浓度。
实施例3：取亚氯酸钠4‰水溶液100g，同时加入活性剂10％盐酸1.25g、催化剂碘化钾0.08g、活性抑制剂硅酸钠0.2g，混合静置，常温密封保存，分时段取溶液和气体分别测定溶液pH值和气体内二氧化氯浓度。
实施例4：取亚氯酸钠12％水溶液100g，同时加入活性剂无水磷酸6.3g、催化剂碘化钾0.5g、活性抑制剂硅酸钠2g，混合静置，常温非密封保存，分时段取溶液和气体分别测定溶液pH值和气体内二氧化氯浓度。
比较例1：取亚氯酸钠4‰水溶液100g，同时加入活性剂无水磷酸2g、活性抑制剂硅酸钠0.11g，未添加催化剂，混合静置，常温密封保存，分时段取溶液和气体分别测定溶液pH值和气体内二氧化氯浓度。
比较例2：取亚氯酸钠4‰水溶液100g，同时加入活性剂无水磷酸2g、催化剂碘化钾0.1g，未添加活性抑制剂，混合静置，常温密封保存，分时段取溶液和气体分别测定溶液pH值和气体内二氧化氯浓度。
比较例3：取亚氯酸钠11.25‰水溶液100g，同时加入活性剂无水磷酸1.16g、活性抑制剂硅酸钠0.05g，未添加催化剂，混合静置，常温密封保存，分时段取溶液和气体分别测定溶液pH值和气体内二氧化氯浓度。
比较例4：取亚氯酸钠11.25‰水溶液100g，同时加入活性剂无水磷酸1.16g、催化剂碘化钾0.5g，活性抑制剂硅酸钠2g，混合静置，常温密封保存，分时段取溶液和气体分别测定溶液pH值和气体内二氧化氯浓度。
选用3分钟、30分钟、24小时、7天四个时段的时间点进行比较，结果如下表1：
表1
Figure BDA0002476898720000091
通过上述实施例和比较例的结果可知，在没有添加催化剂的比较例1和比较例3中，二氧化氯气体生成反应的速度极慢，而在采用同样发生源浓度比例的实施例1至实施例4中，可以观察到迅速平稳的二氧化氯气体反应生成，这可以证明本申请的催化剂有明显的效果。
在比较例2中，因为没有添加活性抑制剂，明显可见二氧化氯的生成反应不稳定并在出现峰值后逐渐衰减，证明了本申请的活性抑制剂带来的持续稳定效果。
在比较例4中，虽然添加了同比例的催化剂，但添加了过量的活性抑制剂后，因而几乎没有发生二氧化氯的生成反应，可见当活性抑制剂到达一定浓度后，添加催化剂也是没有效果的。
在实施例3中，使用速效活化剂盐酸，与使用缓效活化剂磷酸的其他实施例一样，也可观察到迅速平稳的二氧化氯气体反应。
在实施例4中，在开放环境下进行，其与密封环境相同也能够迅速平稳地产生二氧化氯气体。可见，除了发生源浓度和催化剂浓度变化后气体浓度有变化之外，各实施例均实现了迅速平稳地反应生成气体的效果。因此，无论在密封环境下，还是在开放环境下，如果按照本申请的配方及配比范围进行配置，均可持续稳定地反应生成二氧化氯气体。

Claims (10)

1.净化剂，包含独立存在的第一组分和第二组分，所述第一组分包含亚氯酸盐或亚氯酸盐水溶液，所述第二组分包含调节所述亚氯酸盐形成的水溶液或所述亚氯酸盐水溶液的pH值的活性剂、提高所述亚氯酸盐形成的水溶液或所述亚氯酸盐水溶液与所述活性剂的初期反应速率的催化剂、以及降低所述亚氯酸盐形成的水溶液或所述亚氯酸盐水溶液与所述活性剂的后期反应速率的活性抑制剂；其中所述亚氯酸盐或亚氯酸盐水溶液中的亚氯酸离子、所述活性剂中的氢离子、所述催化剂中的碘离子、所述活性抑制剂产生的氢氧根之间的摩尔比为1:0.3-3:0.04-0.4:0.05-0.3，优选地为1:(0.3、0.5、1、2、或3):(0.04、0.1、0.2、0.3、或0.4):(0.05、0.1、0.2、或0.3)。
2.净化装置，其包括第一容器和第二容器，所述第一容器内包含亚氯酸盐或亚氯酸盐水溶液，所述第二容器内包含调节所述亚氯酸盐形成的水溶液或所述亚氯酸盐水溶液的pH值的活性剂、提高所述亚氯酸盐形成的水溶液或所述亚氯酸盐水溶液与所述活性剂的初期反应速率的催化剂、以及降低所述亚氯酸盐形成的水溶液或所述亚氯酸盐水溶液与所述活性剂的后期反应速率的活性抑制剂；其中所述亚氯酸盐或亚氯酸盐水溶液中的亚氯酸离子、所述活性剂中的氢离子、所述催化剂中的碘离子、所述活性抑制剂产生的氢氧根之间的摩尔比为1:0.3-3:0.04-0.4:0.05-0.3，优选地为1:(0.3、0.5、1、2、或3):(0.04、0.1、0.2、0.3、或0.4):(0.05、0.1、0.2、或0.3)。
3.用二氧化氯净化的方法，所述方法包括将亚氯酸盐或亚氯酸盐水溶液、调节所述亚氯酸盐形成的水溶液或所述亚氯酸盐水溶液的pH值的活性剂、提高所述亚氯酸盐形成的水溶液或所述亚氯酸盐水溶液与所述活性剂的初期反应速率的催化剂、以及降低所述亚氯酸盐形成的水溶液或所述亚氯酸盐水溶液与所述活性剂的后期反应速率的活性抑制剂混合，进而产生二氧化氯；其中所述亚氯酸盐或亚氯酸盐水溶液中的亚氯酸离子、所述活性剂中的氢离子、所述催化剂中的碘离子、所述活性抑制剂产生的氢氧根之间的摩尔比为1:0.3-3:0.04-0.4:0.05-0.3，优选地为1:(0.3、0.5、1、2、或3):(0.04、0.1、0.2、0.3、或0.4):(0.05、0.1、0.2、或0.3)。
4.如权利要求1-3中任一项所述的净化剂、净化装置或方法，其中所述亚氯酸盐为亚氯酸的一价或二价金属盐或者其混合物，例如亚氯酸钠、亚氯酸钾、亚氯酸锂、亚氯酸钙或亚氯酸镁，优选地为亚氯酸钠。
5.如权利要求1-3中任一项所述的净化剂、净化装置或方法，其中所述亚氯酸盐水溶液的pH值为9-13，优选地11-12，所述亚氯酸盐水溶液的浓度为0.001kg/L-0.25kg/L，优选地0.01kg/L-0.15kg/L。
6.如权利要求1-3中任一项所述的净化剂、净化装置或方法，其中所述活性剂为有机酸、无机酸、或其盐，优选地盐酸、硼酸、磷酸、碳酸、硫酸、碳酸氢钠、磷酸二氢钠、醋酸、柠檬酸、醋酸钠、柠檬酸二钠或偏磷酸钠。
7.如权利要求1-3中任一项所述的净化剂、净化装置或方法，其中所述催化剂为金属碘化物，优选地碘化钠、碘化钾、碘化镁、或碘化钙。
8.如权利要求1-3中任一项所述的净化剂、净化装置或方法，其中所述活性抑制剂为碱性硅酸盐类，优选地所述碱性硅酸盐中金属离子与二氧化硅的物质的量的比为0.9-1.2，更优选地所述碱性硅酸盐为硅酸锂、硅酸钠、偏硅酸钠、硅酸钾、硅酸镁、硅酸钙。
9.如权利要求1-3中任一项所述的净化剂、净化装置或方法，其中所述第二组分还包含吸水性树脂；所述第一容器为密封容器，优选地为密封瓶、密封包；任选地，所述第二容器还包含吸水性树脂；所述方法将所述亚氯酸盐或亚氯酸盐水溶液、所述活性剂、所述催化剂、所述活性抑制剂、和吸水性树脂混合。
10.权利要求1和4-9中任一项所述的净化剂或权利要求2和4-9中任一项所述的净化装置在净化空气或水中的用途。
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