浅析缓释型固体二氧化氯的制备及其释放通量的影响因素

---------------本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载-----------------------------本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载--------------浅析缓释型固体二氧化氯的制备及其释放通量的影响因素本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！目前国外已将二氧化氯用于纸浆织物漂白、废水处理、饮用水消毒灭菌、空气净化和食品防腐保鲜等方面。缓释型二氧化氯能在较长的一段时间内缓慢地释放出一定量的二氧化氯气体，这类产品能净化空气，杀菌消毒，去除臭味，且对人体无害。因此，缓释型固体二氧化氯用于空气净化和食品保鲜必定具有广阔的应用市场。目前国内对缓释型固体二氧化氯的研究开发与应用较少。在制备固体二氧化氯产品时，需要考虑以下几个问题。①稳定性二氧化氯溶液必须加入活化剂才能释放出二氧化氯气体，因此活化剂的种类和用量对活化反应的速率影响极大，从而影响到固体二氧化氯中ClO2气体释放速率，要准确地控制释放通量必须首要解决问题是选择合适的酸性活化剂及其用量。②二氧化氯在空气中浓度大于10%(质量分数)有爆炸危险，但浓度小于50μg/m3时就没有明显的杀菌效果。因此，需要有效地控制二氧化氯的释放通量，使二氧---------------本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载-----------------------------本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载--------------化氯气体浓度在有效使用范围内，具有良好的杀菌消毒效果，且使用安全无害，这也是要解决的关键问题。③延长二氧化氯的贮存时间。作为一种产品投放到市场需要有足够的储存期，至少半年到一年，如何让产品能够长期安全地保存，又不会影响产品质量，也是必须解决的关键问题。考虑上述问题，本文以蔗渣浆羧甲基纤维素接枝丙烯酸制成的高吸水树脂为缓释基材，并加入琼脂作交联剂，制成缓释型固体二氧化氯。以自制的高吸水树脂作为固体二氧化氯的缓释载体材料，既可有效提高药品利用率，减少环境污染，又可实现水与多种成分一体化平衡调控的目的，充分达到固体二氧化氯长效、缓释的作用。文中通过对酸性活化剂的种类和用量、蔗渣浆纤维基质高吸水树脂的用量、温度、稳定性二氧化氯溶液的浓度这些方面分析了影响固体二氧化氯释放通量的因素。1实验试剂和仪器(1)试剂自制高吸水树脂(以蔗渣浆醚化后制备的羧甲基纤维素为原料接枝丙烯酸制成);二氧化氯水溶液，有效氯含量/L;硫代硫酸钠(NaS2O3)、碘化钾(KI)、溴化钾(KBr)、苹果酸(C4H6O5)、硫酸铝---------------本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载-----------------------------本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载--------------[Al2(SO4)3]、酒石酸(C4H6O6)、草酸(C2H2O4)、柠檬酸(C6H8O7)、无水碳酸钠(Na2CO3)、琼脂，均为分析纯;可溶性淀粉，化学纯;氮气(N2)，纯度为%。(2)仪器876A-I型数显真空干燥箱(上海浦东荣丰科学仪器有限公司);FC204型电子分析天平天平(上海精科天平);HHS型电热恒温水浴锅(上海博讯实业有限公司)等。缓释型固体二氧化氯的制备(1)配制稳定性的二氧化氯溶液。有文献报道，在众多碱性稳定剂中，加入H2O2的Na2CO3溶液对二氧化氯的稳定效果尤佳。将传统方法制备出的二氧化氯气体通入n(H2O2)∶n(Na2CO3)=2∶3的2%碳酸钠稳定液中，可以得到400mg/g(稳定液)的稳定性二氧化氯溶液。具体操作为取有效氯为/L的二氧化氯溶液50mL，加入30g碳酸钠、30%的过氧化氢溶液、1500mL的蒸馏水，即可配制成浓度为/L的稳定性二氧化氯溶液，涉及反应方程见式(1)。2C1O2+H2O2·CO32−—→2C1O2−+O2+CO2+H2O(1)(2)称取高吸水树脂，浸入30mL、/L的稳定二氧化氯溶液中，让其充分溶胀后，所得物质统称为固载二氧化氯A，其中含有效二氧化氯的总量为。---------------本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载-----------------------------本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载--------------(3)称取琼脂4g，加水30mL，加热至沸腾，冷却至45℃左右，加入固体酸，所得物质统称为酸性活化剂B。(4)将固载二氧化氯成分A快速与酸性活化剂成分B混合，搅拌均匀后静置冷却，凝固后制成缓释型固体二氧化氯。分析测试方法有效二氧化氯质量的测定(1)实验方法采用丙二酸-碘量法测定有效二氧化氯质量。(2)实验原理固体二氧化氯在酸性活化剂作用下释放出二氧化氯气体，二氧化氯气体易溶于水，ClO2溶于水后与碘化钾(KI)发生氧化还原反应，生成碘单质(I2)，然后用硫代硫酸钠(NaS2O3)标准溶液滴定生成的碘的量，根据硫代硫酸钠量的消耗量即可计算出有效二氧化氯质量，有关化学反应方程式如式(2)～式(4)。4H++5ClO2−—→Cl−+4ClO2+2H2O(2)2ClO2+10I−+8H+—→2Cl−+5I2+4H2O(3)I2+2NaS2O3—→2NaI+Na2S4O6(4)(3)实验步骤在250mL的碘量瓶中，加入一定量的固体二氧化氯样品，接着加入丙二酸3mL，静置---------------本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载-----------------------------本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载--------------2min后再向碘量瓶中加入硫酸和碘化钾各10mL，振摇混匀后在暗处静置6min，然后用/L的NaS2O3标准溶液滴定，待无色溶液变成淡黄色时加入淀粉试剂3滴，溶液变蓝，继续滴加NaS2O3溶液至蓝色消失，停止滴定，记录消耗的NaS2O3标准溶液的体积，同时进行空白实验，将滴定结果用空白结果校正。计算有效二氧化氯质量公式如式(5)。MClO2=(V—V0)×C××1000(5)式中，MClO2为有效ClO2质量，mg;V为试样所消耗NaS2O3标准溶液的体积，mL;V0为空白所消耗NaS2O3标准溶液的体积，mL;C为NaS2O3标准溶液的浓度，为/L;ClO2与1molNaS2O3相当。固体二氧化氯平均释放通量测定(1)实验原理采用1L的广口瓶作容器，并保证广口瓶严格密闭，通过测定在密封的广口瓶内一定的时间段内释放出来的二氧化氯的质量，计算求得平均释放通量Fi。(2)活化反应原理当装有固体二氧化氯样品的敞口小烧杯放入装有酸性KI淀粉吸收液的1L广口瓶中后，二氧化氯母体和酸性活化剂互相扩散接触，发生化学反应产生C1O2气体。本研究稳定性二氧化氯溶液的制备是将气态C1O2溶解于过氧化物的碱性---------------本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载-----------------------------本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载--------------水溶液中所制得，此时在碱性溶液中C1O2会发生歧化反应生成稳定的亚氯酸盐，并以C1O2−离子形态存在于溶液中[13]，其化学性质远比未稳定的C1O2水溶液稳定，能在5～95℃下贮存2年之久而不变性[14]。但如果在液态稳定性二氧化氯溶液中加入酸性活化剂，使溶液的pH值小于7时，亚氯酸盐会立即分解，释放出C1O2气体。相应的化学反应式可表示为式(6)、式(7)。ClO2+2Na2CO3·3H2O2+2OH−—→ClO2−+2Na2CO3+4H2O+2O2(6)ClO2−+H+—→ClO2+H2O(7)二氧化氯气体重于空气，在吸收瓶中活化反应所产生的C1O2气体会向瓶底部沉降而被KI淀粉溶液所完全吸收。吸收反应可视为瞬间不可逆化学反应，其化学反应式可表示为式(8)、式(9)。2ClO2+10KI+4H2SO4—→2KCl+5I2+4K2SO4+4H2O(8)I2+2Na2S2O3—→2NaI+Na2S4O6(9)(3)测定步骤在未放入固体二氧化氯试样之前，在1000mL透明的1#广口瓶内，加入5%碘化钾溶液10mL，1mol/LH2SO4溶液6mL，1%淀粉指示剂，再将纯度%的氮气通入广口瓶内10min，完全置换出---------------本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载-----------------------------本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载--------------瓶内的空气。然后将刚制备好的固体二氧化氯样品迅速置于广口瓶内，再继续通入氮气以驱赶少量进入的空气，加盖密封，并开始计时。认真观察，待广口瓶内溶液变蓝后，记下时间，将固体二氧化氯样品立即转移到2#广口瓶内，继续计时，然后立即用标定过的硫代硫酸钠标准溶液滴定分析释放出的二氧化氯质量，即可计算出平均释放通量Fi。计算公式如式(10)。FGtS(10)式中，Fi为平均释放通量，mg/(cm2·h);Gi为一个时间段内释放出的有效二氧化氯质量，mg;t为释放时间，h;S为释放面积，这里为。(4)样品的测定实验样品的检测方法，小烧杯方框内代表固体二氧化氯样品，瓶内液体为吸收剂。2结果与讨论缓释型固体二氧化氯释放通量的影响因素固体酸的选择现行的酸性活化剂主要有两种类型：一类是即效型活化剂，多为液体，主要是一些强酸，如硫酸、盐酸、磷酸等，使用时二氧化氯在短时间内瞬时释放;另一类是缓效型活化剂，主要是一些弱酸，如柠檬酸、酒石酸、有机酸、乳酸等固体有机酸，反应比较缓和，但活化率低、价格高。本文着眼于缓释型固体二氧化---------------本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载-----------------------------本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载--------------氯，所以选择缓效型活化剂，通过对比了解各种弱酸活化固体二氧化氯释放气体二氧化氯的情况，为固体二氧化氯的生产实践和实际应用提高参考。本研究选择的几种固体酸为柠檬酸、草酸、苹果酸、酒石酸、磷酸二氢钠、硫酸铝。取等量的固体酸分别与等量琼脂混合，再与等量的固载二氧化氯成分A按3∶1的质量比混合均匀，迅速放入密闭的透明广口瓶内，测定采用不同固体酸活化剂时固体二氧化氯平均释放通量变化曲线。采用苹果酸作为活化剂时，ClO2的初始释放通量很大，故苹果酸最不适用于作缓释型固体二氧化的活化剂。这5种酸性活化剂中，柠檬酸作为缓释活化剂的效果最佳，其初始释放通量最小，为/(cm2·h)，且释放时间最长。所以，柠檬酸是很好的缓释活化剂，可以通过调节柠檬酸的用量，控制固体二氧化氯中气体的释放通量，达到低浓度缓释的效果。酸性活化剂加入量对释放通量的影响在25℃下，选择柠檬酸为酸性活化剂，在加入量分别为、、、、时考察其对固体二氧化氯产品释放通量的影响。加入不同量的柠檬酸，会使体系的pH值不同。加入的柠檬酸越多，酸性越大，pH值就会越小，反---------------本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载-----------------------------本文为网络收集精选范文、公文、论文、和其他应用文档，如需本文，请下载--------------应通量越快，释放出的二氧化氯气体量越多。从图4可知，不同剂量柠檬酸的初始释放通量顺序为：[/(cm2·h)][/