一种缓释型空气净化凝胶剂的研制

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1、一种缓释型空气净化凝胶剂的刘青松（益海-嘉里研发中心，上海200137）摘要：以二氧化氯为除臭材料，筛选出一种使用便捷、性能独特的凝胶剂。考察了不同的活性剂、缓释剂对二氧化氯气体释放速率的影响，筛选出的活化剂为柠檬酸-磷酸二氢钠的复合物，缓释剂为聚乙二醇。实验表明，缓释型二氧化氯凝胶对室内空气有很好的除臭效果。关键词：空气净化；二氧化氯凝胶；缓释；除臭；杀菌室内空气中的污染物包括苯、氨、芳香烃、四氯乙烯、对二氯苯、一氧化碳、硫化氢等，空气中还存在着各种致病型微生物。普通的空气清新剂一般以香味掩盖异味，不能彻底净化空气或杀灭空气中的细菌。好的空气

2、净化剂不仅要能杀灭各种有害微生物和消除有毒物质，还应具备安全、高效、广谱、无副作用、储存和使用方便等特点。二氧化氯是一种良好的杀菌剂和除味剂。它与微生物接触时能释放出新生态氧和次氯酸分子，对微生物细胞有较好的吸附性和穿透性，可有效地氧化细胞内含硫基的酶，使蛋白质中的氨基酸氧化分解，快速控制微生物蛋白质合成，从而杀灭细菌或抑制细菌生长。它对芽孢、病毒、藻类、真菌、铁血菌、硫酸盐还原菌等有很好的杀灭作用，而对高等动物的细胞结构则完全无影响。此外，二氧化氯具有极强的氧化性，其氧化还原电位为1.511V，氧化能力是单质氯的2.5倍，能与空气中的许多有机

3、物和无机物（包括有机硫化物、有机胺类、酚类、芳烃和不饱和化合物等）发生氧化还原反应，因此还可以达到分解异味、净化空气的目的。二氧化氯化学性质活泼，一般将经纯化的二氧化氯气体导入由稳定剂组成的惰性溶液中，制成无色或淡黄色澄清、无色无嗅的稳定性二氧化氯水溶液，其性质稳定、不易挥发或分解，使用时再加入活化剂活化。但液体二氧化氯活化后有效释放期较短，且运输、贮存和使用均不方便。为进一步扩展二氧化氯的用途及使用范围，近年来日本等发达国家开发了固体二氧化氯生产工艺，采用特殊手段将稳定性二氧化氯溶液固化在载体上。与液体二氧化氯相比，这种固体制品可广泛应用于相

4、对封闭空间如厕所、轿车、病房等空气流通不畅、易产生异味的地方，可以净化空气、杀菌、消毒和除臭，具有便携、易用、安化氯。1实验部分1.1二氧化氯凝胶缓释剂的配制5%稳定性二氧化氯溶液50g称为A剂，置入PE塑料瓶中；将活化剂、缓释剂、凝胶剂固体成分混匀，称为B剂，置入小塑料袋中。使用时，将B剂倒入盛有A剂的塑料瓶中，粉末在溶液中自动扩散，无需搅拌混合，立即形成凝胶，盖上可调节孔隙的盖子，放置于室内阴凉通风处，二氧化氯气体缓慢匀速的从凝胶中释放出来。1.2二氧化氯释放速率的测定二氧化氯本身有刺激性味道，日本研究人员认为空气中的二氧化氯浓度低于300

5、0g/m3对人体无害。在室内空气中持续缓慢释放一定低浓度的二氧化氯，人不会觉察到二氧化氯的味道，但能有效消除臭味和杀灭空气中的细菌。用缓释技术对凝胶剂中二氧化氯的释放速率进行控制是确保固体二氧化氯安全高效使用的关键。为确保二氧化氯在凝胶中持续稳定地释放，需对二氧化氯采取缓释措施。为此，实验中测定了二氧化氯的释放速率。按配方制作二氧化氯凝胶试全等特点。凝胶缓释型二氧化氯空气净化剂采用双组分：液体部分为二氧化氯稳定液，固体部分为活化剂、凝胶剂、缓释剂。使用时将两者混合，形成二氧化氯固体凝胶。通过实验，筛选出了有效便捷的凝胶剂、合适的活化剂和缓释剂，

6、制备的二氧化氯凝胶能在2个月内持续稳定、低浓度地释放二氧CHINASurfactantSoapandDetergent79CHINASurfactantSoapandDetergent中国洗涤用品工业块，试块的高度、底面积一定。在2500ml带标准磨口的无色广口瓶中加入30ml浓度为0.135mol/L的KI溶液，并加入1mol/L的硫酸3mL，淀粉指示液2ml。将试块立即置于50ml小烧杯中（应避免与溶液直接接触），盖好瓶盖并开始计时。待溶液变蓝后停止计时并取出，用碘量法分析溶液吸收的二氧化氯气体量，同时做空白实验。释放速率由下式计算：W=G

7、/（S·）-W0式中，G=溶液吸收的二氧化氯总量（mg）；S=释放面积（cm2）；τ=释放时间（h）1.3空气净化效果检验1.3.1除臭效果检验空气中的污染物一般有臭味，可分为含氮臭源、含硫臭源、含氧臭源、环芳烃物质。实验中挑选臭源中的典型物质进行除臭效果评估，所选的臭味物质为氨、硫化氢、乙酸、苯。同时，做生活垃圾的去异味效果评价。空气除臭实验：在2500ml广口瓶中配置一定浓度的臭气，检测空白样品的臭气浓度。在另一个2500ml广口瓶中加入二氧化氯凝胶试块，并向瓶中加入与空白样等量的臭源，加盖密封一定时间后用气体检测管检测瓶中臭气浓度，计算除

8、臭率，考察除臭效果随时间的变化。除臭率=（除臭前臭气浓度-除臭后臭气浓度）/除臭前臭气浓度×100%1.3.2杀菌效果检验配制大肠杆菌菌悬液取0.1m