CN113912015B - 一种以氯酸钠为原料的二氧化氯固体制剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于消毒剂制备技术领域，具体公开了一种以氯酸钠为原料的二氧化氯固体制剂及其制备方法与应用。本发明的技术方案包括如下组分：氯酸钠、一水硫酸氢钠、无水过氧化钙、无水氯化钠、无水硫酸铜、无水氧化铁组成，各组分质量比为：1～5:25～35:0.1～0.2:0.01～0.05:0.01～0.05。本发明中氯化钠溶于水中形成的氯离子可作为反应的启动剂，氯离子可增加反应初始反应速率，缩短反应到达平衡的时间。硫酸铜和氧化铁形成的铜离子和铁离子可作为反应的催化剂，且铜离子和铁离子的催化效果具有协同作用，产生的二氧化氯气体高纯，纯度可达98％以上。
Description
技术领域
本发明涉及杀菌消毒剂制备技术领域，具体为一种以氯酸钠为原料的二氧化氯固体制剂及其制备方法与应用。
背景技术
二氧化氯常温下为黄绿色、具有刺激性气味的气体。因其强烈的氧化作用，二氧化氯是应用广泛、性能优良的杀菌消毒剂，且其杀菌效果比一般的含氯消毒剂效果更好。并且因为二氧化氯是依靠其氧化作用达到杀菌的目的，不发生氯的取代，所以不会产生致畸变和致癌的有机氯代产物。二氧化氯被世界卫生组织列为A1级杀菌消毒剂。
由于二氧化氯气体的不稳定性，在光照、受热时会促进其分解或发生反应，极易引起爆炸，所以难以储存和运输。为满足使用需求，二氧化氯固体制剂应运而生。二氧化氯固体制剂是一种在一定操作条件下能够释放出二氧化氯气体的固体状制品，其形状包括胶体、膏体、粉末状、片剂、团块状等，可通过使用固体吸附剂吸附稳定型二氧化氯溶液或者通过将不同的反应剂按特定的比例混合使其发生反应制得。其中常用反应剂的原料包括亚氯酸钠和氯酸钠，亚氯酸钠可通过添加合适的活化剂制得二氧化氯，氯酸钠可通过在一定的酸性条件下加入合适的还原剂制得二氧化氯。
亚氯酸钠制二氧化氯的方法因其反应操作条件简单、反应产率较高、产物二氧化氯气体纯度高而占据了目前市场上的绝大部分固体二氧化氯制剂原料来源。中国专利CN101411334A中公开了一种以亚氯酸钠、硫酸氢钠、无水硫酸镁、无水碳酸钠、聚乙二醇为原料制备二氧化氯消毒粉剂的方法。但以上述方法加水溶解使用时，会产生爆鸣声，存在二氧化氯固体制剂易分解爆炸的安全隐患，这是二氧化氯快速产生导致的，且亚氯酸钠在潮湿环境下易分解，这会导致其固体制剂在生产和存储过程中有效含量降低。同时亚氯酸钠的价格是氯酸钠价格的两倍，增加了产品成本。为解决上述问题，中国专利CN110558318A公开了一种以氯酸钠、无水亚硫酸氢钠、无水硫酸氢钠、无水硫酸钠、无水硫酸铜、无水碳酸钠为原料制备稳定型二氧化氯泡腾剂的方法。但此反应以亚硫酸氢钠作为还原剂在硫酸氢钠溶液环境下还原氯酸钠制得的二氧化氯因几个副反应的存在导致纯度降低。
发明内容
本发明为解决上述现有技术中存在的不足而提供了一种成本低、原料易得、安全稳定、产物二氧化氯纯度高的稳定型固体二氧化氯制剂及其制备方法与应用。
本发明的目的可通过下述技术措施实现：
一种以氯酸钠为原料的二氧化氯固体制剂，其组分包括A剂和B剂；其中A剂为氯酸钠、一水硫酸氢钠、无水氯化钠、无水硫酸铜、无水氧化铁，B剂为无水过氧化钙；
所述氯酸钠、一水硫酸氢钠、无水过氧化钙、无水氯化钠、无水硫酸铜和无水氧化铁质量比为1～5：25～35：0.1～0.2：0～0.05：0～0.05，其中无水硫酸铜和无水氧化铁的用量不为0。
优选的，所述无水硫酸铜和无水氧化铁的质量比为3：2。
一种制备二氧化氯固体制剂的方法，包括以下步骤：
将氯酸钠、硫酸氢钠、氯化钠、硫酸铜、氧化铁按比例混合作为A剂，过氧化钙单独作为B剂。
所用原料均为粉剂，但也可以将非粉剂原料通过研磨等方法粉碎。
本发明产品对水较为敏感，需对原料进行干燥处理。
一种使用所述二氧化氯固体制剂制备二氧化氯的方法，包括以下步骤：取配好的A剂与水混合，搅拌至完全溶解，再加入B剂，待B剂完全溶解后于暗处静置，然后加水稀释，继续静置制得二氧化氯。
所述A剂与水的质量体积比为20～40g：30mL；
前后两次所述加水量的体积比为3：30～70，优选为3：50。
第一次所述静置的时间为0.5～4h，第二次静置的时间为15～60min。
本发明中的A剂较难溶解，需先充分搅拌溶解后再加入B剂。氯化钠溶于水中形成的氯离子可作为反应的启动剂，氯离子可增加反应初始反应速率，缩短反应到达平衡的时间。硫酸铜和氧化铁形成的铜离子和铁离子可作为反应的催化剂，且铜离子和铁离子的催化效果具有协同作用。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
相比于亚氯酸钠，氯酸钠价格更低，有效降低了成本。同时相比于亚氯酸钠，氯酸钠化学性质更稳定，更易于存储和运输。本发明以过氧化钙作为还原剂，产生的二氧化氯气体高纯，纯度可达98％以上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例1
A剂制备：取1g氯酸钠、25g一水硫酸氢钠、0.2g氯化钠、0.05g氧化铁放入真空干燥箱，在50℃下干燥5h后研磨成粉混合得到A剂备用。
B剂制备：取0.4g过氧化钙放入真空干燥箱，在50℃下干燥5h得到B剂备用。
取配好的A剂加入30mL蒸馏水(30℃)搅拌完全溶解，再加入B剂，待B剂完全溶解后置反应器于暗处2小时，然后加蒸馏水稀释至500mL，再置于暗处30min后即可取用。
此配方最终检验溶液中二氧化氯含量为7.97mg/L。
实施例2
A剂制备：取1g氯酸钠、25g一水硫酸氢钠、0.2g氯化钠、0.01g硫酸铜、0.04g氧化铁放入真空干燥箱，在50℃下干燥5h后研磨成粉混合得到A剂备用。
B剂制备：取0.4g过氧化钙放入真空干燥箱，在50℃下干燥5h得到B剂备用。
取配好的A剂加入30mL蒸馏水(30℃)搅拌完全溶解，再加入B剂，待B剂完全溶解后置反应器于暗处2小时，然后加蒸馏水稀释至500mL，再置于暗处30min后即可取用。
此配方最终检验溶液中二氧化氯含量为9.38mg/L。
实施例3
A剂制备：取1g氯酸钠、25g一水硫酸氢钠、0.2g氯化钠、0.02g硫酸铜、0.03g氧化铁放入真空干燥箱，在50℃下干燥5h后研磨成粉混合得到A剂备用。
B剂制备：取0.4g过氧化钙放入真空干燥箱，在50℃下干燥5h得到B剂备用。
取配好的A剂加入30mL蒸馏水(30℃)搅拌完全溶解，再加入B剂，待B剂完全溶解后置反应器于暗处2小时，然后加蒸馏水稀释至500mL，再置于暗处30min后即可取用。
此配方最终检验溶液中二氧化氯含量为10.27mg/L。
实施例4
A剂制备：取1g氯酸钠、25g一水硫酸氢钠、0.2g氯化钠、0.03g硫酸铜、0.02g氧化铁放入真空干燥箱，在50℃下干燥5h后研磨成粉混合得到A剂备用。
B剂制备：取0.4g过氧化钙放入真空干燥箱，在50℃下干燥5h得到B剂备用。
取配好的A剂加入30mL蒸馏水(30℃)搅拌完全溶解，再加入B剂，待B剂完全溶解后置反应器于暗处2小时，然后加蒸馏水稀释至500mL，再置于暗处30min后即可取用。
此配方最终检验溶液中二氧化氯含量为15.94mg/L。
实施例5
A剂制备：取1g氯酸钠、25g一水硫酸氢钠、0.2g氯化钠、0.04g硫酸铜、0.01g氧化铁放入真空干燥箱，在50℃下干燥5h后研磨成粉混合得到A剂备用。
B剂制备：取0.4g过氧化钙放入真空干燥箱，在50℃下干燥5h得到B剂备用。
取配好的A剂加入30mL蒸馏水(30℃)搅拌完全溶解，再加入B剂，待B剂完全溶解后置反应器于暗处2小时，然后加蒸馏水稀释至500mL，再置于暗处30min后即可取用。
此配方最终检验溶液中二氧化氯含量为11.51mg/L。
实施例6
A剂制备：取1g氯酸钠、25g一水硫酸氢钠、0.2g氯化钠、0.05g硫酸铜放入真空干燥箱，在50℃下干燥5h后研磨成粉混合得到A剂备用。
B剂制备：取0.4g过氧化钙放入真空干燥箱，在50℃下干燥5h得到B剂备用。
取配好的A剂加入30mL蒸馏水(30℃)搅拌完全溶解，再加入B剂，待B剂完全溶解后置反应器于暗处2小时，然后加蒸馏水稀释至500mL，再置于暗处30min后即可取用。
此配方最终检验溶液中二氧化氯含量为10.45mg/L。
实施例7
A剂制备：取1g氯酸钠、35g一水硫酸氢钠、0.2g氯化钠、0.03g硫酸铜、0.02g氧化铁放入真空干燥箱，在50℃下干燥5h后研磨成粉混合得到A剂备用。
B剂制备：取0.4g过氧化钙放入真空干燥箱，在50℃下干燥5h得到B剂备用。
取配好的A剂加入30mL蒸馏水(30℃)搅拌完全溶解，再加入B剂，待B剂完全溶解后置反应器于暗处2小时，然后加蒸馏水稀释至500mL，再置于暗处30min后即可取用。
此配方最终检验溶液中二氧化氯含量为51.34mg/L。
实施例8
A剂制备：取5g氯酸钠、30g一水硫酸氢钠、0.2g氯化钠、0.03g硫酸铜、0.02g氧化铁放入真空干燥箱，在50℃下干燥5h后研磨成粉混合得到A剂备用。
B剂制备：取0.5g过氧化钙放入真空干燥箱，在50℃下干燥5h得到B剂备用。
取配好的A剂加入30mL蒸馏水(30℃)搅拌完全溶解，再加入B剂，待B剂完全溶解后置反应器于暗处2小时，然后加蒸馏水稀释至500mL，再置于暗处30min后即可取用。
此配方最终检验溶液中二氧化氯含量为185.9mg/L。
实施例9
A剂制备：取4g氯酸钠、35g一水硫酸氢钠、0.2g氯化钠、0.03g硫酸铜、0.02g氧化铁放入真空干燥箱，在50℃下干燥5h后研磨成粉混合得到A剂备用。
B剂制备：取0.5g过氧化钙放入真空干燥箱，在50℃下干燥5h得到B剂备用。
取配好的A剂加入30mL蒸馏水(30℃)搅拌完全溶解，再加入B剂，待B剂完全溶解后置反应器于暗处2小时，然后加蒸馏水稀释至500mL，再置于暗处30min后即可取用。
此配方最终检验溶液中二氧化氯含量为129.24mg/L。
实施例10
A剂制备：取2g氯酸钠、30g一水硫酸氢钠、0.1g氯化钠、0.03g硫酸铜、0.02g氧化铁放入真空干燥箱，在50℃下干燥5h后研磨成粉混合得到A剂备用。
B剂制备：取0.5g过氧化钙放入真空干燥箱，在50℃下干燥5h得到B剂备用。
取配好的A剂加入30mL蒸馏水(30℃)搅拌完全溶解，再加入B剂，待B剂完全溶解后置反应器于暗处2小时，然后加蒸馏水稀释至500mL，再置于暗处30min后即可取用。
此配方最终检验溶液中二氧化氯含量为40.08mg/L。
Claims (2)
1.一种以氯酸钠为原料的二氧化氯固体制剂，其特征在于其组分包括A剂和B剂；其中A剂为5g氯酸钠、30g一水硫酸氢钠、0.2g氯化钠、0.03g硫酸铜、0.02g氧化铁；B剂为0.5g过氧化钙。
2.一种使用权利要求1所述二氧化氯固体制剂制备二氧化氯的方法，其特征在于包括以下步骤：取配好的A剂与30mL水混合，搅拌至完全溶解，再加入B剂，待B剂完全溶解后于暗处静置2h，然后加水稀释至500mL，继续静置0.5h制得二氧化氯。
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