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        一種無需活化二氧化氯液的穩(wěn)定性試驗(yàn)觀察

        2016-08-02 10:19:23吳予奇張流波黃君禮孫亞平朱子梨國家衛(wèi)生消毒標(biāo)委會北京0000哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江哈爾濱50000中華預(yù)防醫(yī)學(xué)會消毒分會廣東深圳58深圳市疾病預(yù)防控制中心廣東深圳5800
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2016年12期

        吳予奇 張流波 黃君禮  孫亞平 朱子梨(.國家衛(wèi)生消毒標(biāo)委會,北京 0000;.哈爾濱工業(yè)大學(xué),黑龍江 哈爾濱  50000;.中華預(yù)防醫(yī)學(xué)會消毒分會,廣東 深圳 58;.深圳市疾病預(yù)防控制中心,廣東 深圳  5800)

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        一種無需活化二氧化氯液的穩(wěn)定性試驗(yàn)觀察

        吳予奇1張流波1黃君禮2孫亞平3朱子梨4
        (1.國家衛(wèi)生消毒標(biāo)委會,北京100001;2.哈爾濱工業(yè)大學(xué),黑龍江哈爾濱150000;3.中華預(yù)防醫(yī)學(xué)會消毒分會,廣東深圳518133;4.深圳市疾病預(yù)防控制中心,廣東深圳518003)

        摘要:二氧化氯是廣譜高效的消毒劑,現(xiàn)行常見產(chǎn)品是現(xiàn)場對原料投加活化劑而產(chǎn)生二氧化氯、或?qū)⒁辉b的原料與活化劑現(xiàn)場投入到水中而產(chǎn)生二氧化氯;這種現(xiàn)場需要活化的產(chǎn)品,在生產(chǎn)、存儲、運(yùn)輸、使用過程中均存在不安全風(fēng)險(xiǎn),存在需要活化使用麻煩的不方便性;二氧化氯直接溶存于水中,成為二氧化氯溶液,無需活化直接使用,去除了不安全的風(fēng)險(xiǎn),帶來了使用的方便性;無需活化直接使用的二氧化氯溶液的質(zhì)量濃度,能否保持在一年以上,成為了能否作為商品進(jìn)行流通使用的關(guān)鍵;本文對一種無需活化二氧化氯溶液的產(chǎn)生以及質(zhì)量濃度保持在一年以上,進(jìn)行了介紹和試驗(yàn)觀察。

        關(guān)鍵詞:二氧化氯;無需活化;穩(wěn)定性;消毒

        二氧化氯是廣譜高效的消毒劑,在眾多領(lǐng)域得到使用和認(rèn)可。在二氧化氯產(chǎn)品使用中,常見產(chǎn)品是現(xiàn)場對原料投加活化劑而產(chǎn)生二氧化氯、或?qū)⒁辉b的原料與活化劑現(xiàn)場投入到水中而產(chǎn)生二氧化氯;這種現(xiàn)場需要活化的產(chǎn)品,在生產(chǎn)、存儲、運(yùn)輸、使用過程中均存在不安全風(fēng)險(xiǎn),存在需要活化使用麻煩的不方便性。

        二氧化氯的化學(xué)特性顯示:二氧化氯是氣體,常溫下是黃綠色或橘紅色氣體,氣體溶于水而不被水分解,在水中最大溶解度為2900mg/L,這些化學(xué)特性使二氧化氯氣體變?yōu)樗芤撼蔀榭赡?;基于二氧化氯的這些化學(xué)特性,希潔二氧化氯消毒液實(shí)現(xiàn)了無需活化直接使用一年以上質(zhì)量濃度保持不變的產(chǎn)品,其特點(diǎn)是利用化學(xué)平衡反應(yīng)不斷補(bǔ)充的原理,在水溶液中建立了一個(gè)二氧化氯微量揮發(fā)微量補(bǔ)充的化學(xué)平衡體系,得以平衡體系在一年以上時(shí)間內(nèi)維持不變;現(xiàn)在,就其產(chǎn)生的原理與質(zhì)量濃度能否達(dá)到一年以上,作介紹和穩(wěn)定性觀察試驗(yàn)如下。

        一、無需活化直接使用二氧化氯液的介紹

        眾所周知,通常二氧化氯的制作原理一般有亞氯酸鈉加氯氣反應(yīng)生成二氧化氯和亞氯酸鈉加鹽酸生成二氧化氯這兩種方法,其反應(yīng)方程式為:

        上述反應(yīng)方法,在二氧化氯發(fā)生器容器里將NaClO2和酸混合反應(yīng)制取ClO2的話,反應(yīng)時(shí)間在常溫下則需用要數(shù)小時(shí)以上,這種加酸作用后很不穩(wěn)定的液體中,當(dāng)二氧化氯上升到一定濃度時(shí),又會慢慢下降,也就是說,不能保持二氧化氯的濃度穩(wěn)定,這樣的液體作為消毒劑的話,在實(shí)際應(yīng)用時(shí)很難普及推廣。

        還有一種人們通常使用的穩(wěn)定性二氧化氯,其液劑里面具有真正效力的二氧化氯全部以-狀態(tài)溶存在堿性溶液中,其反應(yīng)方程式為:

        圖1

        上述反應(yīng)方法可見,二氧化氯的真正效力不復(fù)存在,只有這些成分的液劑不會有高的滅菌效力,它之所以顯示有滅菌效果,其原理只是成分的中ClO-從

        2對象物那里吸收了氫離子,并被空氣中的CO2活化后生成的ClO2,這一方法大大地降低了二氧化氯的真正效力。

        通常,在亞氯酸鈉中加入酸后,反應(yīng)生成二氧化氯,這時(shí)溶液中二氧化氯濃度從最初的0開始上升,當(dāng)達(dá)到最高濃度后,便又開始下降,很不穩(wěn)定,因?yàn)檫@一過程必須是3種物質(zhì)化學(xué)平衡的過程(即二氧化氯氣、亞氯酸鈉、調(diào)整劑),而希潔二氧化氯消毒劑正是突破性地找到了這一至關(guān)重要的反應(yīng)平衡點(diǎn),所以能長時(shí)間地將二氧化氯濃度控制在設(shè)定的平衡點(diǎn)上,并且能根據(jù)需要,任意地調(diào)整二氧化氯濃度,將有效性和持續(xù)性并存變?yōu)榭赡埽煌瑫r(shí),二氧化氯的強(qiáng)氧化性和揮發(fā)性,使得二氧化氯由于容器的不密封,或者遇光分解等因素,都會使?jié)舛冉档?,我們的技術(shù)就是最大限度控制氣體揮發(fā)、通過不斷揮發(fā)、不斷補(bǔ)充,始終使這一化學(xué)反應(yīng)保持平衡,這其實(shí)就是以上3個(gè)主要成分之間加量關(guān)系,是3種化合物的化學(xué)平衡關(guān)系。這一技術(shù)是通常的亞氯酸鈉中加酸的制造方法,不可能做到的。

        就穩(wěn)定性的二氧化氯來說,使用時(shí)是經(jīng)酸化釋放出的游離二氧化氯,而且濃度也只能短時(shí)間保持,不是理想的消毒劑;要解決這一難題,必須要尋求能保持二氧化氯濃度不變的化學(xué)平衡點(diǎn),也就是尋找一種能使二氧化氯濃度長時(shí)間保持,不會下降的物質(zhì)。同時(shí)還要考慮制造容易又保證質(zhì)量,如工藝條件及設(shè)備很復(fù)雜,不但成本會很高,而且質(zhì)量管理上也會有很大的難度。對此,我們又研究有關(guān)二氧化氯濃度變化的原理。我們用6500mg/L亞氯酸鈉,以檸檬酸調(diào)節(jié)pH值為酸性,再測定由亞氯酸鈉反應(yīng)生成二氧化氯這段時(shí)間的濃度,得出在23℃、1個(gè)大氣壓下濃度變化曲線,如圖1所示。

        圖2

        通過圖1可以看出,當(dāng)pH值升高時(shí),二氧化氯發(fā)生量就少,pH值降低時(shí),二氧化氯發(fā)生量就多。這個(gè)二氧化氯濃度和pH值的關(guān)系就是所謂的化學(xué)平衡關(guān)系。同樣來說,如果亞氯酸鈉反應(yīng)生成二氧化氯時(shí)酸量不足,也會造成pH值上升,二氧化氯濃度下降。所以我們在產(chǎn)品研制中既要考慮到設(shè)定二氧化氯濃度需要的pH值,同時(shí)要補(bǔ)充足量亞氯酸鈉和酸,也就是不斷保持這些化合物的化學(xué)平衡,只有這樣才能使二氧化氯濃度保持不變,同時(shí)還可以任意設(shè)定所需濃度。這一技術(shù)可以說是突破性的發(fā)明。

        我們正是運(yùn)用了這項(xiàng)自己發(fā)明的專利技術(shù)原理,使得4種化合物發(fā)生反應(yīng)時(shí)保持了化學(xué)平衡,從而使制得的希潔?二氧化氯產(chǎn)品濃度長期保持不變,如圖2所示。

        附加說明:二氧化氯濃度和酸之間的關(guān)系式:

        表1

        從表2中可以看到,如果沒有這項(xiàng)技術(shù)原理(申請人專利權(quán)人吳予奇200610124124.6中國專利),這個(gè)產(chǎn)品中二氧化氯濃度在常溫下約20天后,濃度將降低50%以上,而由于運(yùn)用了這項(xiàng)技術(shù)原理,實(shí)際保持濃度可達(dá)一年以上;而目前市場上出售的穩(wěn)定性二氧化氯消毒劑實(shí)質(zhì)上是ClO2與H2O2和Na2ClO3發(fā)生氧化還原和質(zhì)子傳遞之后,生成了pH=8.5左右的含HCO3-和NaClO2溶液,而穩(wěn)定性二氧化氯溶液經(jīng)酸活化后才產(chǎn)生ClO2,溶液中的主要成分是亞氯酸根離子(ClO2-)和重碳酸鹽離子(HCO3-),只有加入活化劑(酸)經(jīng)活化后才會有抗菌效力。

        希潔二氧化氯消毒液是完全有別于傳統(tǒng)的穩(wěn)定二氧化氯,其主要成分是溶存于水的二氧化氯氣體。該二氧化氯氣體的溶解度,一般在液劑中濃度不超過2900mg/L。

        希潔二氧化氯溶存于水中的反應(yīng)平衡式如下:

        從以上反應(yīng)式中可以看到,希潔二氧化氯消毒劑在常溫下是以二氧化氯分子形式存在的。我們將二者列表對比,便可看出其不同之處,見表1。

        二、二氧化氯含量的測定(五步碘量法)

        (一)器材

        樣品名稱及有效成分:希潔二氧化氯消毒液,有效成分為二氧化氯,批號為:806188、806189、806190;

        儀器設(shè)備名稱型號:移液管、滴定管、吸管等;

        試劑名稱、級別:碘化鉀(AR)、淀粉指示劑溶液、無氯純水、pH值=7的磷酸鹽緩沖液、高純氮?dú)獾龋?/p>

        標(biāo)準(zhǔn)溶液名稱及濃度:0.01046mol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液。

        (二)方法

        檢測依據(jù):衛(wèi)生部【消毒技術(shù)規(guī)范】(2002版)(衛(wèi)法監(jiān)發(fā)【2002】282號中2.2.1.2.6;

        移取消毒液2.00mL,用無氯純水定溶于100.0mL,移取10.00mL該稀釋液進(jìn)行滴定;

        檢測溫度:22℃,濕度:70%。

        (三)結(jié)果

        批號為:806188、806189、806190的希潔二氧化氯消毒液的二氧化氯含量分別為:5.24×102mg/L、5.28×102mg/L、5.28×102mg/L,見表2。

        (四)結(jié)論批號為806188、806189、806190的希潔二氧化氯消毒液的二氧化氯含量分別為:5.24×102mg/L、5.28× 102mg/L、5.28×102mg/L。

        對已經(jīng)檢驗(yàn)的批號為806188、806189、806190的希潔二氧化氯消毒液含量檢測后,置放于54℃恒溫箱內(nèi)進(jìn)行14天(一年保質(zhì)期)的加速試驗(yàn),以檢驗(yàn)含量的穩(wěn)定性能否達(dá)到一年以上。

        表2希潔二氧化氯消毒液二氧化氯含量測定試驗(yàn)(五步碘量法)

        表3希潔二氧化氯消毒液穩(wěn)定性(有效期一年)試驗(yàn)結(jié)果

        三、二氧化氯穩(wěn)定性的測定(有效期一年試驗(yàn))

        (一)器材

        樣品名稱及有效成分:希潔二氧化氯消毒液,有效成份為二氧化氯,批號為:806188、806189、806190;

        儀器設(shè)備名稱型號:移液管、滴定管、吸管等;

        試劑名稱、級別:碘化鉀(AR)、Nah2PO4、(AR)、NaOH(AR)等;

        標(biāo)準(zhǔn)溶液名稱及濃度:0.01046mol/L硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液。

        (二)方法

        檢測依據(jù):衛(wèi)生部【消毒技術(shù)規(guī)范】(2002版)(衛(wèi)法監(jiān)發(fā)【2002】282號中2.2.3。移取消毒液20.00mL進(jìn)行滴定;

        樣品的保存條件:溫度54℃恒溫箱內(nèi)存放,時(shí)間為14天(有效期一年試驗(yàn));

        檢測溫度:21℃,濕度:66%。

        (三)結(jié)果

        批號為806188希潔二氧化氯消毒液的二氧化氯消毒液含量為5.24×102mg/L,54℃恒溫箱內(nèi)存放14天后(有效期一年試驗(yàn)),該消毒液的含量為5.01×102mg/L,其二氧化氯含量的下降率為4.43%,見表3。

        結(jié)論

        批號為806188希潔二氧化氯消毒液于54℃恒溫箱內(nèi)存放14天后(有效期一年試驗(yàn)),其二氧化氯含量的下降率為4.43%。

        通過對希潔二氧化氯消毒液一年期穩(wěn)定性試驗(yàn)觀察的結(jié)果,其一年期的含量下降率為4.43%,說明了該二氧化氯作為水溶液成為無需活化直接使用的商品進(jìn)行流通使用,符合了衛(wèi)生部對消毒產(chǎn)品穩(wěn)定性保質(zhì)期為一年的要求,避除了傳統(tǒng)二氧化氯產(chǎn)品在生產(chǎn)、存儲、運(yùn)輸、使用中不安全的風(fēng)險(xiǎn),滿足了消毒方便的使用需求;這種無需活化直接使用的二氧化氯產(chǎn)品技術(shù),為滿足已有的二氧化氯殺菌、消毒、除異味、漂白、保鮮的市場應(yīng)用,拓寬了更大的空間。

        參考文獻(xiàn)

        [1]廣東省疾病預(yù)防控制中心.希潔二氧化氯消毒液檢驗(yàn)報(bào)吿[R].廣州,2008-11-11,編號08GD0199檢驗(yàn)報(bào)吿.

        [2]廣東省疾病預(yù)防控制中心.希潔二氧化氯消毒液檢驗(yàn)報(bào)吿[R].廣州,2008-11-11,編號08GD0119檢驗(yàn)報(bào)吿.

        [3]廣東省疾病預(yù)防控制中心.希潔二氧化氯消毒液檢驗(yàn)報(bào)吿[R].廣州,2008-11-11,編號08HD0052檢驗(yàn)報(bào)吿.

        [4]深圳市疾病預(yù)防控制中心.希潔二氧化氯消毒液檢驗(yàn)報(bào)吿[R].深圳,2008-07-22,編號20080722檢驗(yàn)報(bào)吿.

        [5]吳予奇.二氧化氯殺菌消異味液劑[P].中國專利:2006101241231,2006-10-12.

        中圖分類號:R187

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