CN114097819A - 一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的属于微生物及活水消毒技术领域，具体为一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备，包括纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂，所述纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂由纳米银、氧化剂、活化剂、增效剂、缓冲剂、表面活性剂、缓蚀剂、螯合剂和指示剂组成，所述纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂各成分质量配比(按重量份计)：纳米银0.1‑3份，氧化剂40‑60份，活化剂10‑30份，增效剂2‑10份，缓冲剂3‑10份，表面活性剂0.5‑2份，缓蚀剂3‑10份，螯合剂3‑20份，指示剂0.001‑0.02份，本发明达到实现对水体消毒，降低水体中有害污染源，恢复水中微生态平衡，起到净水、增氧、调节概率菌群的功效的效果，且达到使消毒杀菌更加长效、快速、广谱、低腐蚀的效果。
Description
技术领域
本发明涉及微生物及活水消毒技术领域，具体为一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备。
背景技术
面对脆弱的生态环境与严峻的病毒蔓延，抗疫消毒、灭菌消杀环境中的致病微生物、切断感染性疾病传播通道，深刻影响到国计民生社会发展的各个方面，国家对消毒剂产品与技术提出了更高要求。
城市生活污水中含杆菌可达10-100万个/毫升，还包含多种病原性细菌和螨虫卵，医院污水中所含的主要污染物为：病原体(寄生虫卵、病原菌、病毒等)、有害有机物及悬浮物与放射性污染等，未经处理的源污水中含菌总量达110万个/毫升以上。
消毒剂按照其作用的水平可分为灭菌剂、高效消毒剂、中效消毒剂、低效消毒剂，高效消毒剂可杀灭一切细菌繁殖体，包括分枝杆菌、病毒、真菌及其孢子等，对细菌芽胞也有一定杀灭作用，高水平消毒剂包括含氯消毒剂、臭氧、甲基乙内酰脲类化合物、双链季铵盐等，中效消毒剂仅可杀灭分枝杆菌、真菌、病毒及细菌繁殖体等微生物，中效消毒剂有含碘消毒剂、醇类消毒剂、酚类消毒剂等，低效消毒剂仅可杀灭细菌繁殖体和亲酯病毒，包括苯扎溴铵等季铵盐类消毒剂、氯己定，洗必泰，等双胍类消毒剂，汞、银、铜等金属离子类消毒剂及中草药消毒剂。
化学消毒是利用化学药物灭杀病原微生物，化学消毒剂虽然杀菌广谱，但消毒后普遍都有消毒剂残留的危害。
单过硫酸氢钾复合盐其化氧还原电位高达1.85V，其氧化能力强，可以灭杀污水中微生物、祛除污水中的有机物，其分解产物仅使水中的K2S04有少许增加不会产生二次污染，单过硫酸氢钾本身具有很强的氧化性，但其溶于水后容易快速分解释放出氧气，而杀菌效果较弱，因此单过硫酸氢钾不能单纯的用于消毒，需要配以其他稳定剂，如氯离子、有机酸，反应生成次氯酸和过氧酸起到消毒杀菌作用，单过硫酸氢钾释放出的硫酸自由基会氧化氯离子及有机酸，如何更快地形成更多的硫酸自由基是关键的问题，在金属离子如Co2+，Fe2+及紫外线的催化下会更快更多地形成硫酸自由基。
随着人类居住的生态环境的严峻形势，寻找一种安全环保的低毒高效、广谱长效的消毒剂，已成为迫切需要，目前常规消毒剂存在微生物祛除不彻底、二次污染等问题；
现有的过硫酸氢钾类消毒剂，具有强酸性和强氧化性，从而具有强腐蚀性，对消毒物体造成一定损害，在消毒的时候，会产生次生灾害，尽管在使用过程中都需要进行稀释使用，但配置成的稀释液在未及时用尽的情况下，会降低稳定性，与杀菌持续性再次使用需进行指标检测，带来诸多不便，为此，我们提出一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备。
发明内容
鉴于上述和/或现有一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是提供一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备，通过纳米粒子大小不同其杀菌活性不同，通过化学预氧化工艺合成及数据分析、综合平衡的精微嵌合，将粒径在0.2-0.4μm的无色透明纳米银溶液作为增效剂优化组方功效，能够解决上述提出现有的问题。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备，其包括：纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂，所述纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂由纳米银、氧化剂、活化剂、增效剂、缓冲剂、表面活性剂、缓蚀剂、螯合剂和指示剂组成；
所述纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂各成分质量配比(按重量份计)：纳米银0.1-3份，氧化剂40-60份，活化剂10-30份，增效剂2-10份，缓冲剂3-10 份，表面活性剂0.5-2份，缓蚀剂3-10份，螯合剂3-20份，指示剂0.001-0.02 份。
作为本发明所述的一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备的一种优选方案，其中：所述氧化剂为单过硫酸氢钾。
作为本发明所述的一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备的一种优选方案，其中：所述活化剂包括氨基磺酸和金属盐。
作为本发明所述的一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备的一种优选方案，其中：所述增效剂包括氯化钠、纳米银和氯化钾。
作为本发明所述的一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备的一种优选方案，其中：所述缓冲剂包括苹果酸和枸橼酸、水杨酸。
作为本发明所述的一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备的一种优选方案，其中：所述表面活性剂包括直链烷基苯磺酸钠和仲烷基磺酸钠。
作为本发明所述的一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备的一种优选方案，其中：所述缓蚀剂包括钼酸盐、钨酸盐、苯甲酸钠和二丁基硫脲。
作为本发明所述的一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备的一种优选方案，其中：所述螯合剂包括三聚磷酸钠，六偏磷酸钠，二氯异氰尿酸钠，乙二胺四乙酸及钠盐和氨基三亚甲基膦酸。
作为本发明所述的一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备的一种优选方案，其中：所述指示剂包括胭脂红、赤藓红、亮蓝和靛蓝。
一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
将纳米银、氧化剂、活化剂、增效剂、缓冲剂、表面活性剂、缓蚀剂、螯合剂和指示剂分别烘干、研磨、过筛、并均匀混合，按配方比称取各原料，搅拌速度为1000-1500r/min，搅拌时间30-50min后，干燥处理工艺得粉，以 20-30g/L的质量波度配比溶解与水中，并采用波长240-280/nm，辐射强度为 90uw/cm2的紫外照射5min-15min，得到纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂。
与现有技术相比：
合理有效控制组分之间的比例，获得杀菌效果优良的长效杀菌剂，与现有的消毒剂比较，制备工艺合理产品性价比高，活性氧含量、产量和稳定性，明显制备成本低，便于大范围市场推广使用；
本发明所得产品有效提升污水处理应用中的消毒杀菌效率，较少毒副产物的生成，安全、环保、便于操作，作用速度快，对细菌、病毒灭杀能力极强，对人体皮肤黏膜无刺激，无臭、无味、毒副作用低，从根本上实现对水体消毒，降低水体中有害污染源，恢复水中微生态平衡，起到净水、增氧、调节概率菌群的功效；
本发明通过化学预氧化工艺合成，依据：分子量不同其生化代谢活性也不同，通过数据分析、综合平衡、质量辨识、自主调控的精微嵌合配比与工艺优化，将粒径在0.2-0.4μm的无色透明纳米银溶液作为增效剂优化组方功效，形成微量次氯酸，使消毒杀菌更加长效、快速、广谱、低腐蚀。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
实施例1，本发明提供一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备，包括以下操作步骤：
将单过硫酸氢钾55份，二氯异氰尿酸钠22份，氯化钠8份，枸橼酸2份，烷基硫酸钠0.1份，六偏磷酸钠8份，三聚磷酸钠5份，纳米银0.15份，胭脂红0.002份，分别烘干、研磨、过筛、并均匀混合，搅拌速度为1000-1500r/min，搅拌时间30-50min后，干燥处理工艺得粉，以20-30g/L的质量波度配比溶解于水中，并采用波长240-280/nm，辐射强度为90uw/cm2的紫外照射5min-15min，得到0.3-8份的纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂；
单过硫酸氢钾属于消毒剂中的非氯氧化型活化成分，溶于水中会释放包括小分子自由基、新生态氧在内的多种活性物种，能够攻击微生物的细胞膜通透性屏障，氧化病原体，使菌体蛋白质凝固变形进而杀灭病原微生物，消毒剂中同时存在氯化钠成分分解后使溶液中产生游离氯离子，过硫酸氢钾分解产生的硫酸根自由基会通过自由基链式作用活化氯离子，产生氯自由基和氯分子自由基，氧化生成氯气和次氯酸等物质，与纳米银增强剂功效合成起到对菌体消杀的优化；
纳米银属于非抗生素杀菌剂，可以迅速杀死细菌，具有广谱杀菌、渗透性强、强效杀菌、抗菌持久、安全无毒，不易受ph值变化的影响；
纳米银能杀灭各种致病微生物，比抗菌素更强，10nm大小的纳米银颗粒可迅速杀灭细菌，纳米银颗粒直接进入菌体与氧代谢酶的-SH结合，抑制相关酶活性，可杀死与其接触的大多数细菌、真菌、霉菌、孢子等微生物；
纳米银粒径大多在25-50nm之间，纳米银的性能与其粒径有直接关系，粒径越小，杀菌性能越强，极少的纳米银可产生强大的杀菌作用，是最新一代的天然抗菌剂。
实施例2，本发明提供一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备，包括以下操作步骤：
将单过硫酸氢钾50份，二氯异氰尿酸钠20份，氯化钠8份，苹果酸6份，烷基硫酸钠0.39份，多聚磷酸钠6份，纳米银0.2份，六偏磷酸钠10份和亮蓝0.004份，分别烘干、研磨、过筛、并均匀混合，搅拌速度为1000-1500r/min，搅拌时间30-50min后，干燥处理工艺得粉，以20-30g/L的质量波度配比溶解于水中，并采用波长240-280/nm，辐射强度为90uw/cm2的紫外照射5min-15min，得到0.3-5份的纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂。
实施例3，本发明提供一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备，包括以下操作步骤：
将单过硫酸氢钾53份，二氯异氰尿酸钠15份，氯化钠6份，枸橼酸8份，纳米银0.12份，烷基硫酸钠0.99份，六偏磷酸钠6份，乙二胺四乙酸二钠12份和靛蓝0.005份，分别烘干、研磨、过筛、并均匀混合，搅拌速度为1000-1500r/min，搅拌时间30-50min后，干燥处理工艺得粉，以20-30g/L的质量波度配比溶解于水中，并采用波长240-280/nm，辐射强度为90uw/cm2的紫外照射5min-15min，得到0.3-0.6份的纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂。
实施例4，本发明提供一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备，包括以下操作步骤：
将单过硫酸氢钾55份，二氯异氰尿酸钠10份，氯化钠8份，苹果酸2份，纳米银0.15份，烷基硫酸钠0.0095份，六偏磷酸钠16份，三聚磷酸钠9份，亮蓝0.001 份，分别烘干、研磨、过筛、并均匀混合，搅拌速度为1000-1500r/min，搅拌时间30-50min后，干燥处理工艺得粉，以20-30g/L的质量波度配比溶解于水中，并采用波长240-280/nm，辐射强度为90uw/cm2的紫外照射5min-15min，得到0.3-0.8份的纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂。
实施例5，本发明提供一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备，包括以下操作步骤：
将单过硫酸氢钾5份，二氯异氰尿酸钠2份，氯化钾9份，枸橼酸3份，烷基硫酸钠0.0095份，脂肦酸甲磺酸钠0.3份，纳米银0.10份，氨基三亚甲基膦酸8 份，碳酸钠10份，那曲红0.005份，赤藓红0.005份混合均匀，分别烘干、研磨、过筛、并均匀混合，搅拌速度为1000-1500r/min，搅拌时间30-50min后，干燥处理工艺得粉，以20-30g/L的质量波度配比溶解于水中，并采用波长 240-280/nm，辐射强度为90uw/cm2的紫外照射5min-15min，得到0.3-0.6份的纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂。
实施例6，本发明提供一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备，包括以下操作步骤：
将单过硫酸氢钾40份，二氯异氰尿酸钠30份，氯化钾6份，磺基琥珀酸单月桂酯二钠0.20份，二丁基硫脲6份，六偏磷酸钠18份，氨基磺酸那曲红0.005 份，胭脂红0.005份，赤藓红0.005份混合均匀，分别烘干、研磨、过筛、并均匀混合，搅拌速度为1000-1500r/min，搅拌时间30-50min后，干燥处理工艺得粉，以20-30g/L的质量波度配比溶解于水中，并采用波长240-280/nm，辐射强度为90uw/cm2的紫外照射5min-15min，得到0.3-0.8份的纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂。
| 病毒灭杀能力 | 强腐蚀性 | 有害污染性能 | |
| 实施例1 | 较强 | 较低 | 无污染 |
| 实施例2 | 一般 | 较低 | 无污染 |
| 实施例3 | 较强 | 较低 | 无污染 |
| 实施例4 | 极强 | 低 | 无污染 |
| 实施例5 | 一般 | 较低 | 无污染 |
| 实施例6 | 较强 | 低 | 无污染 |
通过纳米银溶液与单过硫酸氢钾与组分配比复配，可以有效地增加消毒剂的杀菌能力以及杀菌的持续性，不仅可以杀灭各种细菌、真菌和藻类、病毒，还可以有效地提高单过硫酸氢钾的氧化能力，促进其在水中发生链式反应，不断产生氧化氢、次氯酸、自由羟基和新生态氧，有效杀灭微生物细菌；
利用单过硫酸氢钾的强氧化性，附以合理纳米银溶液配比的增强优化，有力发挥单过硫酸氢钾的强氧化性，生成次氯酸和过氧酸，形成无机有机复合消毒剂；
克服后摩尔定律微观上传统制备工艺的局限性，使消毒剂组分配比更具科学合理；
依据：纳米粒子大小不同其杀菌活性不同，通过化学预氧化工艺合成及数据分析、综合平衡的精微嵌合将粒径在0.2-0.4μm的无色透明纳米银溶液作为增效剂优化组方功效，形成微量次氯酸，使消毒杀菌更加长效、快速、广谱、低腐蚀；
纳米银长效低腐蚀单过硫酸氢钾消毒剂，配制成0.1％-10％(W/V)的水溶液使用，优选配制成0.3-8份的水溶液使用。通过指示剂的变色反应来指示一定介质条件下，消毒剂浓差变化，可直观检测调控消毒剂浓差达到使用要求，方便使用，降低成本更加安全、环保；
本消毒粉剂在水中产生链式反应可持续持久地产生活性氧自由基、次氯酸、新生态氧和活性氧物种，使菌体蛋白质变性凝固，从而杀灭病原微生物，在这个链式反应通中，氯化钠被单过硫酸氢钾三盐化合物氧化，生成的氯气没有被释放而是与氨基磺酸相互作用并形成一个中间体复合物，而后此复合物被分解成次氯酸，反应以循环方式进行，其中，采用十二烷基磺酸钠是表面活性剂，使物料粉体均匀乳化分散，增强酸性杀菌；
本发明运用单过硫酸氢钾复合盐和二氯异氰尿酸钠的复配，有效增强了消毒剂的杀菌能力和持续性，通过二氯异氰尿酸钠缓慢释放次氯酸与单过硫酸氢钾复合盐协同作用，可以消杀各种细菌、藻类、真菌与病菌，有效提高单过硫酸氢钾复合盐的杀菌能力
针对现有产品与消毒方式，针对化学消毒剂虽然杀菌广谱，但消毒后遗留消毒剂残留等问题，提供一种纳米银长效低腐蚀单过硫酸氢钾复合消毒剂及其制备方法，以解决现有单过硫酸氢钾消毒复合污水消毒剂吸潮结块、吸潮分解、易起泡沫、持续杀菌不强、不安全、不环保等问题，提供一种既能有效杀灭城市与医院污水中的病原细菌、病毒微生物、又无污染，无环境残留、低腐蚀长效、安全、环保、稳定的消毒粉剂。
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备，其特征在于：包括纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂，所述纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂由纳米银、氧化剂、活化剂、增效剂、缓冲剂、表面活性剂、缓蚀剂、螯合剂和指示剂组成；
所述纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂各成分质量配比(按重量份计)：纳米银0.1-3份，氧化剂40-60份，活化剂10-30份，增效剂2-10份，缓冲剂3-10份，表面活性剂0.5-2份，缓蚀剂3-10份，螯合剂3-20份，指示剂0.001-0.02份。
2.根据权利要求1所述的一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备，其特征在于，所述氧化剂为单过硫酸氢钾。
3.根据权利要求1所述的一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备，其特征在于，所述活化剂包括氨基磺酸和金属盐。
4.根据权利要求1所述的一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备，其特征在于，所述增效剂包括氯化钠、纳米银和氯化钾。
5.根据权利要求1所述的一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备，其特征在于，所述缓冲剂包括苹果酸、枸橼酸、苯甲酸、水杨酸、邻苯二甲酸、磷酸盐、硼酸盐。
6.根据权利要求1所述的一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备，其特征在于，所述表面活性剂包括直链烷基苯磺酸钠、仲烷基磺酸钠、烷基硫酸钠、磺基琥珀酸单月桂酯二纳、脂肪酸甲磺酸钠、聚氧乙烯十二烷基醚磷酸酯盐和椰子油脂肪酸单乙醇胺。
7.根据权利要求1所述的一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备，其特征在于，所述缓蚀剂包括铬盐酸、钼盐酸、钨酸盐、钒酸盐、硼酸盐、膦酸盐、磷羧酸、苯甲酸钠、三乙醇胺、亚硝酸二环已胺和二丁基硫脲。
8.根据权利要求1所述的一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备，其特征在于，所述螯合剂包括磷酸钠、焦磷酸钠、乙二胺四乙酸、乙二醇一双一、氨基三亚甲基膦酸和乙二胺四家磷酸。
9.根据权利要求1所述的一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备，其特征在于，所述指示剂包括胭脂红、赤藓红、亮蓝和靛蓝。
10.一种纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
将纳米银、氧化剂、活化剂、增效剂、缓冲剂、表面活性剂、缓蚀剂、螯合剂和指示剂分别烘干、研磨、过筛、并均匀混合，按配方比称取各原料，搅拌速度为1000-1500r/min，搅拌时间30-50min后，干燥处理工艺得粉，以20-30g/L的质量波度配比溶解于水中，并采用波长240-280/nm，辐射强度为90uw/cm2的紫外照射5min-15min，得到纳米银协同单过硫酸氢钾消毒剂。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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