丁 躍，鄭 琴，郭 偉

（1.石家莊科技信息職業(yè)學(xué)院，河北石家莊 050091；2.河北科技大學(xué)化學(xué)與制藥工程學(xué)院，河北石家莊 050000）

二氧化氯是國際公認(rèn)的綠色消毒劑[1]，廣泛應(yīng)用于消 毒[2]、除臭、保鮮、凈化空氣[3]、氧化解堵[4]等領(lǐng)域，尤其固體二氧化氯釋放劑的應(yīng)用范圍更廣。本文討論了固體二氧化氯釋放劑的反應(yīng)原理，對制備的固體二氧化氯釋放劑的活化率、降黏率、殺菌率進(jìn)行檢測，并對其釋放動力學(xué)進(jìn)行了研究。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑

氯化鈉、葡萄糖、氨基磺酸、亞氯酸鈉、硫酸氫鈉、碘化鉀、聚丙烯酰胺等。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

恒溫多頭磁力攪拌器、DR890、水浴鍋、黏度儀、碘量瓶、滴定管、燒杯、量筒等。

2 結(jié)果與討論

2.1 釋放原理

固體二氧化氯釋放的途徑是通過固體活化劑溶于水中能電離出氫離子，氫離子與亞氯酸鈉反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化氯，反應(yīng)式為：5ClO2

-+4H+→4ClO2+2H2O+Cl-。

2.2 固體二氧化氯釋放劑的制備

固體二氧化氯釋放劑A 組分：亞氯酸鈉（95.5%）、葡萄糖（4.5%）。

固體二氧化氯釋放劑B 組分：硫酸氫鈉（65%）、氨基磺酸（20%）、氯化鈉（15%）。

取A 組分8g 溶于燒杯中，加入蒸餾水配制成200mL 的溶液，攪拌均勻使其充分溶解，取B 組分24g 加入溶液中，溶解均勻。

2.3 轉(zhuǎn)化率

重復(fù)2.2實(shí)驗(yàn)3次，測定計(jì)算產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率，結(jié)果如表1所示，實(shí)驗(yàn)所得的平均轉(zhuǎn)化率為84.62%。

表1 產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率

2.4 反應(yīng)動力學(xué)分析

固體二氧化氯釋放劑的釋放數(shù)據(jù)見圖1。

圖1 轉(zhuǎn)化率隨時間的關(guān)系

從圖1可以看出，固體二氧化氯釋放劑的轉(zhuǎn)化處于快速上升的是a～b 階段，隨后是緩慢的過程，即圖中所示的b～c 段，40min 后，c～d 段開始變平緩[5]。

圖2 a～b階段轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時間的關(guān)系

由圖2可以看出，固體二氧化氯釋放劑轉(zhuǎn)化率X和時間t成正比關(guān)系，這說明，在開始階段該反應(yīng)屬于動力學(xué)的零級反應(yīng)。零級反應(yīng)的反應(yīng)速率方程為υA=-dXA/dt=kA，得反應(yīng)動力學(xué)方程為：XA=9.116 7t+3.793 3。

圖3 b～c階段轉(zhuǎn)化率的倒數(shù)隨反應(yīng)時間的關(guān)系

由圖3可知，固體二氧化氯釋放劑轉(zhuǎn)化率的倒數(shù)1/XA和時間t成正比，由此說明，在b～c 階段該反應(yīng)屬于動力學(xué)的二級反應(yīng)。二級反應(yīng)的反應(yīng)速率方程為υA=-dXA/dt=kAXAXB，反應(yīng)動力學(xué)方程：1/XA=-0.000 22t+0.019 5。

圖4 c～d階段亞氯酸鈉轉(zhuǎn)化率的對數(shù)與釋放時間的關(guān)系

由圖4可知，固體二氧化氯釋放劑轉(zhuǎn)化率的對數(shù)值lnXA和釋放時間t成正比，由此說明，在c～d 階段該反應(yīng)屬于動力學(xué)的一級反應(yīng)。由于一級反應(yīng)的反應(yīng)速率方程為υA=-dXA/dt=kAXA，由圖4數(shù)據(jù)算出c～d 階段的動力學(xué)方程：lnXA=0.000 3t+ 4.479 7。

2.5 降黏效果分析

取不同分子量（800×104～2 000×104）的聚丙烯酰胺，恒溫下充分溶解，分別溶于蒸餾水和產(chǎn)品溶液中，按最佳方案配比配制溶液進(jìn)行降黏率的測定，結(jié)果見表2。

表2 產(chǎn)品對聚丙烯酰胺的降粘率

由表2看出，對于（800×104～2 000×104）的聚丙烯酰胺，可使降粘效均在90%以上。

2.6 產(chǎn)品殺菌效果

取含菌水樣100mL，加入100mL 蒸餾水，混勻，按照SY-T 0532～1993方法測定水樣的菌含量N1。再取含菌水樣100mL，加入100mL 二氧化氯溶液，攪拌均勻，放入60℃恒溫水浴中，60min 后，按照SY-T 0532～2012 方法測定水樣的菌含量N2，測定結(jié)果見表3～表4。

表3 對SRB的殺菌效果

表4 產(chǎn)品對TGB的殺菌效果

從表3和表4可以看出，該產(chǎn)品的殺菌率100%，達(dá)到性能指標(biāo)（≥95%）。

3 結(jié)語

研究了固體二氧化氯釋放劑的釋放原理，并對制備的固體二氧化氯釋放劑進(jìn)行性能檢測，活化率84.62%，降黏率大于90%，殺菌率100%，并進(jìn)行釋放動力學(xué)研究，最終得到，反應(yīng)過程分為三階段，第一階段屬零級反應(yīng)，其動力學(xué)方程為：XA=9.116 7t+3.793 3；第二階段為二級反應(yīng)，其動力學(xué)方程為：1/XA=-0.000 22t+0.019 5；第三階段為一級反應(yīng)，動力學(xué)方程為：lnXA=0.000 3t+4.479 7。