CN112385666A - 一种次氯酸消毒剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
为解决现有技术中存在的次氯酸消毒剂稳定性差、保质期短等缺陷，本发明提供了一种稳定型次氯酸消毒剂，所述次氯酸消毒剂包括以下组分的混合物：次氯酸盐水溶液、pH调节剂、稳定剂和稀释剂，其中所述稳定剂为水溶性卟啉，卟啉具有四吡咯共轭的大π刚性平面，有多个共轭的离域π电子，能与次氯酸中的Cl形成p‑π共轭，使次氯酸结构更加稳定，从而提高次氯酸消毒剂的稳定性和保质期，所述pH调节剂为酸性调节剂，所述稀释剂为共轭酸碱对的缓冲液。本发明同时提供了上述次氯酸消毒剂的制备方法和在器械消毒、物表消毒、皮肤消毒和空气消毒方面的应用。
Description
技术领域
本发明涉及消毒剂技术领域，具体涉及一种稳定型次氯酸消毒剂及其制备方法。
背景技术
次氯酸溶液中存在Cl2、HClO、ClO-的动态平衡，而且众多研究已表明，次氯酸及次氯酸盐溶液的杀菌能力都主要来自于次氯酸分子。当pH值为4.0～6.5时，次氯酸分子在水溶液中的存有比例最高，也就是其杀菌力最强的状态；当pH值低于3.0时，会有氯气产生，酸性越强，氯气的比例越大，当氯气达到一定浓度时就会从溶液中释放出来；因氯气有毒，会对人身安全造成危害。因此，次氯酸溶液的生产，应确保pH值在合理范围，以使次氯酸分子的浓度尽量高。但是，由于次氯酸极高的反应活性和不稳定性，导致其工业化生产一直无法实现。因此，科学家们一直在尝试使用各种方法实现次氯酸的工业化生产。
次氯酸工业化生产的研究，主要集中在电解法和化学法。其中电解法生产次氯酸要消耗大量的电能、昂贵贵金属电极易损坏，使得生产设备使用成本高。另外，电解法生成的次氯酸溶液的pH较低(一般为2～4，因而也称酸性氧化电位水)，pH范围较宽，难以精确控制pH值，而且因次氯酸本身不稳定易分解的特性，一旦分解会使体系的酸性进一步增强，很容易导致氯气生成。化学法是次氯酸盐调节pH至5～7来生产次氯酸，然而，事实上化学法也与所提到的电解法存在的问题类似，次氯酸不稳定，分解后会使体系的酸性明显增强，极易生成对人体有毒害的氯气。换言之，上述方法制备的次氯酸体系的保质期非常有限。故而，由于稳定性即保质期的问题不能得到很好地解决，以致次氯酸溶液目前一直局限于现制现用，进而导致其广泛应用受到了极大限制。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术中存在的缺陷，为此，本发明提供了一种次氯酸消毒剂，其具有优异的稳定性。
为实现上述目的，本发明提供一种次氯酸消毒剂，以次氯酸消毒剂总质量为100％计，包括以下组分的混合物：
其中，所述稳定剂为水溶性卟啉，所述pH调节剂为酸性调节剂，所述稀释剂为共轭酸碱对的缓冲液。
优选地，所述次氯酸消毒剂，以次氯酸消毒剂总质量为100％计，包括以下组分的混合物：
其中，所述稳定剂为水溶性卟啉，所述pH调节剂为酸性调节剂，所述稀释剂为共轭酸碱对的缓冲液。
进一步地，所述次氯酸消毒剂中，稳定剂的质量百分含量为0.01-1％。
在本发明的具体实施方案中，所述稳定剂的质量百分含量为0.01％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、2％、3％、4％、5％等。
进一步地，所述次氯酸消毒剂的pH值为5～7，优选为5.5～6.5。
在本发明的具体实施方案中，所述次氯酸消毒剂的pH值为5、5.5、6、6.5、7等。
进一步地，所述水溶性卟啉的结构式如式(I)所示：
卟啉具有四吡咯共轭的大π刚性平面，有多个共轭的离域π电子，能与次氯酸中的Cl形成p-π共轭，使次氯酸结构更加稳定。
在本发明的具体实施方案中，所述水溶性卟啉的非限制性例子包括：
进一步地，所述次氯酸盐为次氯酸钙、次氯酸钠、次氯酸钾中的至少一种，优选为次氯酸钠。
进一步地，当所述次氯酸盐为次氯酸钠时，次氯酸钠水溶液的质量浓度为1～13％。
进一步地，所述pH调节剂为柠檬酸、醋酸、琥珀酸、硼酸、甲酸、苯甲酸、碳酸、丙酸、磷酸中的至少一种。通过酸性的pH调节剂将消毒剂溶液的pH控制在5～7范围内。
进一步地，所述稀释剂为柠檬酸/柠檬酸钠缓冲液、醋酸/醋酸钠缓冲液、琥珀酸/琥珀酸钠缓冲液、硼酸/硼酸钠缓冲液、甲酸/甲酸钠缓冲液、苯甲酸/苯甲酸钠缓冲液、碳酸/碳酸钠缓冲液、丙酸/丙酸钠缓冲液、磷酸/磷酸二氢钠缓冲液中的一种。
进一步地，所述稀释剂的pH值为5～7。稀释剂用于控制消毒剂溶液中有效氯含量，为了不影响消毒剂的pH值，所述稀释剂的pH值与消毒剂所需的pH值相同。
为有效控制消毒剂溶液的pH值，所述pH调节剂和稀释剂中共轭酸的种类相同，优选为醋酸、磷酸。
在本领域，影响次氯酸消毒剂效果的主要因素是次氯酸的含量，而次氯酸的含量由消毒剂溶液pH值和有效氯含量决定，本发明通过调节各组分含量，来控制消毒剂溶液pH值和有效氯含量，并使用特定的稳定剂，使得次氯酸消毒剂呈现一种高度稳定的状态，从而延长消毒剂的保质期。
本发明所述次氯酸消毒剂可以仅由上述组分组成，也可以在上述组分的基础上加入其他可接受的成分，以丰富本发明消毒剂的功效，如：增稠剂、发泡剂、保湿剂、香精、色素等。
本发明消毒剂在保存时不应被加热，因为高温条件下次氯酸浓度会显著下降。在良好的贮藏条件下，如低温、密闭容器、不受阳光照射及干燥湿润的环境等等，本发明消毒剂能够稳定保存达两年以上。
为避免引入杂质影响消毒剂使用效果，本发明中所述水均为去离子水。
另一方面，本发明提供上述次氯酸消毒剂的制备方法，包括：用pH调节剂调节次氯酸盐水溶液的pH值为5～7，再向溶液中加入稳定剂，搅拌溶解，然后加入稀释剂，即得所述次氯酸消毒剂。
在上述制备方法中，次氯酸盐水溶液为碱性，通过添加酸性的pH调节剂，调节溶液pH值为5～7，此时的溶液相当于一个pH缓冲体系，加入少量稳定剂以后，对溶液的pH值基本无影响，但溶液中有效氯含量很高，相应的次氯酸浓度很高，不利于消毒剂的保存，因此，需要加入稀释剂，以降低溶液中有效氯含量，同时不影响溶液pH值。
第三方面，本发明提供上述次氯酸消毒剂在器械消毒、物表消毒、皮肤消毒和空气消毒方面的应用。
本发明的有益效果在于：
本发明用化学法调节次氯酸盐溶液的pH来制备高浓度的次氯酸，该方法操作简单，不需要昂贵的金属电极，生产成本低廉；添加水溶性卟啉作为稳定剂来抑制次氯酸分解，卟啉具有四吡咯共轭的大π刚性平面，有多个共轭的离域π电子，能与次氯酸中的Cl形成p-π共轭，使次氯酸结构更加稳定，可有效解决次氯酸消毒剂不稳定、易分解、保存时间短等难题。
术语定义
除非明确地说明与此相反，否则，本发明引用的所有范围包括端值。
本发明使用的术语“至少一种”来描述本发明所描述的要素和组分。这样做仅仅是为了方便，并且对本发明的范围提供一般性的意义。这种描述应被理解为包括一种或至少一种，并且该单数也包括复数，除非明显地另指他意。
本发明中的数字均为近似值，无论有否使用“大约”或“约”等字眼。数字的数值有可能会出现1％、2％、5％、7％、8％、10％等差异。每当公开一个具有N值的数字时，任何具有N+/-1％，N+/-2％，N+/-3％，N+/-5％，N+/-7％，N+/-8％或N+/-10％值的数字会被明确地公开，其中“+/-”是指加或减，并且N-10％到N+10％之间的范围也被公开。
除非另外说明，应当应用本发明所使用的下列定义。出于本发明的目的，化学元素与元素周期表CAS版，和1994年第75版《化学和物理手册》一致。此外，有机化学一般原理可参考"Organic Chemistry",Thomas Sorrell,University Science Books,Sausalito:1999,和"March's Advanced Organic Chemistry"by Michael B.Smith and JerryMarch,John Wiley&Sons,New York:2007中的描述，其全部内容通过引用并入本发明。
除非另行定义，否则本发明所用的所有科技术语的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的一样。尽管与本发明所描述的方法和材料类似或等同的方法和材料也可用于本发明实施方案的实施或测试中，但是下文描述了合适的方法和材料。本发明提及的所有出版物、专利申请、专利以及其他参考文献均以全文引用方式并入本发明，除非引用具体段落。如发生矛盾，以本说明书及其所包括的定义为准。此外，材料、方法和实施例仅是例示性的，并不旨在进行限制。
具体实施方式
以下所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1
本实施例提供的次氯酸消毒剂的组成为：
其中，醋酸-醋酸钠缓冲液pH值为6，次氯酸钠水溶液质量浓度为10％。
本实施例中所述式(1)化合物为西安瑞禧生物科技有限公司提供。
本实施例提供所述次氯酸消毒剂的制备方法为：
在100mL的棕色瓶中倒入10g的质量浓度为10％次氯酸钠水溶液，边搅拌边滴加冰醋酸，将溶液pH调节至6后(此时冰醋酸用量为1.5g)加入0.1g式(1)所示的水溶性卟啉，搅拌溶解，然后加入pH值为6的醋酸-醋酸钠缓冲液将溶液稀释至100g，摇匀即得次氯酸消毒剂。
实施例2
本实施例提供的次氯酸消毒剂的组成为：
其中，醋酸-醋酸钠缓冲液pH值为6，次氯酸钠水溶液质量浓度为10％。
本实施例中所述式(1)化合物为陕西新研博美生物科技有限公司提供。
本实施例提供所述次氯酸消毒剂的制备方法同实施例1。
实施例3
本实施例提供的次氯酸消毒剂的组成为：
其中，醋酸-醋酸钠缓冲液pH值为6，次氯酸钠水溶液质量浓度为10％。
本实施例中所述式(5)化合物的制备方法参考文献：苏彦文,吴雷,吕明,等.卟啉化合物四-[3-甲氧基-4-(N-咔唑)]正丁氧苯基和四-[3-甲氧基-4-(N-咔唑)]正己氧苯基与小牛胸腺DNA相互作用的研究[J].生物物理学报,2009(6)。
本实施例提供所述次氯酸消毒剂的制备方法同实施例1。
实施例4
本实施例提供的次氯酸消毒剂的组成为：
其中，醋酸-醋酸钠缓冲液pH值为6，次氯酸钠水溶液质量浓度为10％。
本实施例提供所述次氯酸消毒剂的制备方法同实施例1。
实施例5
本实施例提供的次氯酸消毒剂的组成为：
其中，醋酸-醋酸钠缓冲液pH值为6，次氯酸钠水溶液质量浓度为10％。
本实施例提供所述次氯酸消毒剂的制备方法同实施例1。
对比例
本对比例提供的次氯酸消毒剂的组成为：
次氯酸钠水溶液 10g；
冰醋酸 1.5g；
醋酸-醋酸钠缓冲液 88.5g；
其中，醋酸-醋酸钠缓冲液pH值为6，次氯酸钠水溶液质量浓度为10％。
本实施例提供所述次氯酸消毒剂的制备方法为：
在100mL的棕色瓶中倒入10g的质量浓度为10％次氯酸钠水溶液，边搅拌边滴加冰醋酸，将溶液pH调节至6后再加入pH值为6的醋酸-醋酸钠缓冲液将溶液稀释至100g，摇匀即得次氯酸消毒剂。
性能测试
按《消毒技术规范2002年版》对实施例1～5、对比例中得到的次氯酸消毒剂进行稳定性加速实验，检测结果示于表1，其中54℃下恒温恒湿保存14天，有效氯下降率≤10％，有效期达到1年；37℃下恒温恒湿保存90天，有效氯下降率≤10％，有效期达到2年。
表1
由表1可知，本发明实施例中37℃下恒温恒湿保存90天的有效氯下降率均小于10％，明显优于对比例，说明采用水溶性卟啉作为次氯酸消毒剂的稳定剂，消毒剂具有优异的稳定性，有效期可达2年。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种次氯酸消毒剂，其特征在于，按重量百分数计，包括以下组分的混合物：
其中，所述稳定剂为水溶性卟啉，所述pH调节剂为酸性调节剂，所述稀释剂为共轭酸碱对的缓冲液。
2.根据权利要求1所述次氯酸消毒剂，其特征在于，按重量百分数计，包括以下组分的混合物：
3.根据权利要求1或2所述次氯酸消毒剂，其特征在于，所述次氯酸消毒剂的pH值为5～7。
4.根据权利要求1或2所述次氯酸消毒剂，其特征在于，所述水溶性卟啉的结构式如式(I)所示：
5.根据权利要求4所述次氯酸消毒剂，其特征在于，所述水溶性卟啉为式(1)～(5)中的至少一种；
6.根据权利要求1或2所述次氯酸消毒剂，其特征在于，所述次氯酸盐为次氯酸钙、次氯酸钠、次氯酸钾中的至少一种；
优选地，当所述次氯酸盐为次氯酸钠时，所述次氯酸盐水溶液的质量浓度为1～13％。
7.根据权利要求1或2所述次氯酸消毒剂，其特征在于，所述pH调节剂为柠檬酸、醋酸、琥珀酸、硼酸、甲酸、苯甲酸、碳酸、丙酸、磷酸中的至少一种。
8.根据权利要求1或2所述次氯酸消毒剂，其特征在于，所述稀释剂为柠檬酸/柠檬酸钠缓冲液、醋酸/醋酸钠缓冲液、琥珀酸/琥珀酸钠缓冲液、硼酸/硼酸钠缓冲液、甲酸/甲酸钠缓冲液、苯甲酸/苯甲酸钠缓冲液、碳酸/碳酸钠缓冲液、丙酸/丙酸钠缓冲液、磷酸/磷酸二氢钠缓冲液中的一种；
优选地，所述稀释剂的pH值为5～7。
9.权利要求1～8任一项所述次氯酸消毒剂的制备方法，其特征在于，包括：用pH调节剂调节次氯酸盐水溶液的pH值为5～7，再向溶液中加入稳定剂，搅拌溶解，然后加入稀释剂，即得所述次氯酸消毒剂。
10.权利要求9所述次氯酸消毒剂在器械消毒、物表消毒、皮肤消毒和空气消毒方面的应用。
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