一種無需活化二氧化氯液的穩定性試驗觀察

來源:http://www.wsgwwz.com/ 作者:餘氯檢測儀 時間:2019-07-15

  摘 要:二氧化氯是廣譜高效的消毒劑,現行常見產品是現場對原料投加活化劑而產生二氧化氯、或將一元包裝的原料與活化劑現場投入到水中而產生二氧化氯;這種現場需要活化的產品,在生產、存儲、運輸、使用過程中均存在不安全風險,存在需要活化使用麻煩的不方便性;二氧化氯直接溶存於水中,成為二氧化氯溶液,無需活化直接使用,去除了不安全的風險,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量濃度,能否保持在一年以上,成為了能否作為商品進行流通使用的關鍵;本文對一種無需活化二氧化氯溶液的產生以及質量濃度保持在一年以上,進行了介紹和試驗觀察。

  關鍵詞:二氧化氯;無需活化;穩定性;消毒

  二氧化氯是廣譜高效的消毒劑,在眾多領域得到使用和認可。在二氧化氯產品使用中,常見產品是現場對原料投加活化劑而產生二氧化氯、或將一元包裝的原料與活化劑現場投入到水中而產生二氧化氯;這種現場需要活化的產品,在生產、存儲、運輸、使用過程中均存在不安全風險,存在需要活化使用麻煩的不方便性。

  二氧化氯的化學特性顯示:二氧化氯是氣體,常溫下是黃綠色或橘紅色氣體,氣體溶於水而不被水分解,在水中最大溶解度為2900mg/L,這些化學特性使二氧化氯氣體變為水溶液成為可能;基於二氧化氯的這些化學特性,希潔二氧化氯消毒液實現了無需活化直接使用一年以上質量濃度保持不變的產品,其特點是利用化學平衡反應不斷補充的原理,在水溶液中建立了一個二氧化氯微量揮發微量補充的化學平衡體係,得以平衡體係在一年以上時間內維持不變;現在,就其產生的原理與質量濃度能否達到一年以上,作介紹和穩定性觀察試驗如下。

  一、無需活化直接使用二氧化氯液的介紹

  眾所周知,通常二氧化氯的製作原理一般有亞氯酸鈉加氯氣反應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,其反應方程式為:

  2NaClO2+Cl2→2ClO2+2NaCl

  5NaClO2+4HCl→4ClO2+5NaCl+2H2O

  上述反應方法,在二氧化氯發生器容器裏將NaClO2和酸混合反應製取ClO2的話,反應時間在常溫下則需用要數小時以上,這種加酸作用後很不穩定的液體中,當二氧化氯上升到一定濃度時,又會慢慢下降,也就是說,不能保持二氧化氯的濃度穩定,這樣的液體作為消毒劑的話,在實際應用時很難普及推廣。

  還有一種人們通常使用的穩定性二氧化氯,其液劑裏麵具有真正效力的二氧化氯全部以-狀態溶存在堿性溶液中,其反應方程式為:

  ClO2-+NaOH→NaClO2+OH-

  NaClO2在水中:

  NaClO2→Na++ClO2-

  上述反應方法可見,二氧化氯的真正效力不複存在,隻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,其原理隻是成分的中ClO2-從對象物那裏吸收了氫離子,並被空氣中的CO2活化後生成的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後,反應生成二氧化氯,這時溶液中二氧化氯濃度從最初的0開始上升,當達到最高濃度後,便又開始下降,很不穩定,因為這一過程必須是3種物質化學平衡的過程(即二氧化氯氣、亞氯酸鈉、調整劑),而希潔二氧化氯消毒劑正是突破性地找到了這一至關重要的反應平衡點,所以能長時間地將二氧化氯濃度控製在設定的平衡點上,並且能根據需要,任意地調整二氧化氯濃度,將有效性和持續性並存變為可能;同時,二氧化氯的強氧化性和揮發性,使得二氧化氯由於容器的不密封,或者遇光分解等因素,都會使濃度降低,我們的技術就是最大限度控製氣體揮發、通過不斷揮發、不斷補充,始終使這一化學反應保持平衡,這其實就是以上3個主要成分之間加量關係,是3種化合物的化學平衡關係。這一技術是通常的亞氯酸鈉中加酸的製造方法,不可能做到的。

  就穩定性的二氧化氯來說,使用時是經酸化釋放出的遊離二氧化氯,而且濃度也隻能短時間保持,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平衡點,也就是尋找一種能使二氧化氯濃度長時間保持,不會下降的物質。同時還要考慮製造容易又保證質量,如工藝條件及設備很複雜,不但成本會很高,而且質量管理上也會有很大的難度。對此,我們又研究有關二氧化氯濃度變化的原理。我們用6500mg/L亞氯酸鈉,以檸檬酸調節pH值為酸性,再測定由亞氯酸鈉反應生成二氧化氯這段時間的濃度,得出在23℃、1個大氣壓下濃度變化曲線,如圖1所示。

  通過圖1可以看出,當pH值升高時,二氧化氯發生量就少,pH值降低時,二氧化氯發生量就多。這個二氧化氯濃度和pH值的關係就是所謂的化學平衡關係。同樣來說,如果亞氯酸鈉反應生成二氧化氯時酸量不足,也會造成pH值上升,二氧化氯濃度下降。所以我們在產品研製中既要考慮到設定二氧化氯濃度需要的pH值,同時要補充足量亞氯酸鈉和酸,也就是不斷保持這些化合物的化學平衡,隻有這樣才能使二氧化氯濃度保持不變,同時還可以任意設定所需濃度。這一技術可以說是突破性的發明。

  我們正是運用了這項自己發明的專利技術原理,使得4種化合物發生反應時保持了化學平衡,從而使製得的希潔?二氧化氯產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係式:

  從表2中可以看到,如果沒有這項技術原理(申請人專利權人吳予奇200610124124.6中國專利),這個產品中二氧化氯濃度在常溫下約20天後,濃度將降低50%以上,而由於運用了這項技術原理,實際保持濃度可達一年以上;而目前市場上出售的穩定性二氧化氯消毒劑實質上是ClO2與H2O2和Na2ClO3發生氧化還原和質子傳遞之後,生成了pH=8.5左右的含HCO3-和NaClO2溶液,而穩定性二氧化氯溶液經酸活化後才產生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-),隻有加入活化劑(酸)經活化後才會有抗菌效力。   希潔二氧化氯消毒液是完全有別於傳統的穩定二氧化氯,其主要成分是溶存於水的二氧化氯氣體。該二氧化氯氣體的溶解度,一般在液劑中濃度不超過2900mg/L。

  希潔二氧化氯溶存於水中的反應平衡式如下:

  從以上反應式中可以看到,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;

  儀器設備名稱型號:移液管、滴定管、吸管等;

  試劑名稱、級別:碘化鉀(AR)、澱粉指示劑溶液、無氯純水、pH值=7的磷酸鹽緩衝液、高純氮氣等;

  標準溶液名稱及濃度:0.01046mol/L硫代硫酸鈉標準溶液。

  (二)方法

  檢測依據:衛生部【消毒技術規範】(2002版)(衛法監發【2002】282號中2.2.1.2.6;

  移取消毒液2.00mL,用無氯純水定溶於100.0mL,移取10.00mL該稀釋液進行滴定;

  檢測溫度:22℃,濕度:70%。

  (三)結果

  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。

  對已經檢驗的批號為806188、806189、806190的希潔二氧化氯消毒液含量檢測後,置放於54℃恒溫箱內進行14天(一年保質期)的加速試驗,以檢驗含量的穩定性能否達到一年以上。

  三、二氧化氯穩定性的測定(有效期一年試驗)

  (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;

  標準溶液名稱及濃度:0.01046mol/L硫代硫酸鈉標準溶液。

  (二)方法

  檢測依據:衛生部【消毒技術規範】(2002版)(衛法監發【2002】282號中2.2.3。移取消毒液20.00mL進行滴定;

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

  檢測溫度:21℃,濕度:66%。

  (三)結果

  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℃恒溫箱內存放14天後(有效期一年試驗),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。

  結論

  批號為806188希潔二氧化氯消毒液於54℃恒溫箱內存放14天後(有效期一年試驗),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定性試驗觀察的結果,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行流通使用,符合了衛生部對消毒產品穩定性保質期為一年的要求,避除了傳統二氧化氯產品在生產、存儲、運輸、使用中不安全的風險,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品技術,為滿足已有的二氧化氯殺菌、消毒、除異味、漂白、保鮮的市場應用,拓寬了更大的空間。

  參考文獻

  [1]廣東省疾病預防控製中心.希潔二氧化氯消毒液檢驗報[R].廣州,2008-11-11,編號08GD0199檢驗報.

  [2]廣東省疾病預防控製中心.希潔二氧化氯消毒液檢驗報[R].廣州,2008-11-11,編號08GD0119檢驗報.

  [3]廣東省疾病預防控製中心.希潔二氧化氯消毒液檢驗報[R].廣州,2008-11-11,編號08HD0052檢驗報.

  [4]深圳市疾病預防控製中心.希潔二氧化氯消毒液檢驗報[R].深圳,2008-07-22,編號20080722檢驗報.

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

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