二氧化氯釋放速度控制的研究.pdf

1、二氧化氯是一種強力殺菌消毒劑,用于消毒時只發(fā)生氧化反應,不發(fā)生氯代反應,不會產(chǎn)生氯代烴等致癌物質(zhì),氧化能力是氯氣的2.6倍。因此越來越受到人們的關(guān)注,聯(lián)合國衛(wèi)生組織已將其定為A級安全消毒劑。開發(fā)了一種新型脲鹽-硝酸脲,研究了影響其合成的主要因素和硝酸脲的基本性質(zhì);采用了一種新型載體-麥飯石,研究了它的基本性質(zhì),并對其進行了改性研究;探討了以固體亞氯酸鈉與硝酸脲為主反應組分在常溫下實現(xiàn)二氧化氯緩慢釋放的可行性,制備出固體緩釋型二氧化氯消毒

2、劑,測定了二氧化氯的釋放規(guī)律。在硝酸脲制備中,硝酸和尿素的摩爾比、硝酸的濃度、反應溫度、反應時間是主要影響因素。
　　經(jīng)過實驗研究發(fā)現(xiàn)最佳工藝條件是:尿素和硝酸的摩爾比為1:1,硝酸的摩爾濃度為5.5mol/L,反應溫度20℃,反應時間為20min。硝酸脲的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特征分析結(jié)果為:堆積密度為0.493g/cm3;晶體形狀為棱柱狀;水溶液的酸性比硝酸弱,比檸檬酸強;吸濕性比較弱;硝酸脲的X射線衍射、核磁共振碳譜、紅外光譜分析表明硝

3、酸脲是一種新的配合物,能滿足固-固反應中固體二氧化氯中對H+供體的要求,可作為固體酸替代硝酸等一些無機強酸及固體有機酸應用于固體二氧化氯的制備,具有良好的市場前景。研究結(jié)果可作為工業(yè)化實施和控制釋放二氧化氯酸化劑進一步改進的理論依據(jù)和參考。通過對麥飯石物性的測定發(fā)現(xiàn):麥飯石主要化學成分是SiO2、Al2O3、K2O等;富含磷、鉀、鎂、鈣、硼、錳等多種元素;X射線衍射、紅外光譜分析表明南陽麥飯石主要礦物成分為鉀長石和SiO2,屬于架狀硅酸

4、鹽礦物;麥飯石比表面為2.33m2/g、孔體積為5.637×10-3cm3/g、平均孔半徑為48.35。麥飯石進改性實驗發(fā)現(xiàn):對麥飯石最佳改性工藝條件是100℃活化90min。研究結(jié)果表明麥飯石符合制備固體緩釋型二氧化氯中對載體的要求。以改性過的麥飯石為載體,以亞氯酸鈉、硝酸脲為主要反應組分,在常溫下制備出可以利用環(huán)境濕度、能夠緩慢釋放二氧化氯氣體的新型固體氧化消毒劑。對固體二氧化氯釋速度控制的研究表明:硝酸脲作為酸化劑是切實可行的;亞

5、氯酸鈉與硝酸脲的最佳質(zhì)量比為1:0.8;載體麥飯石對ClO2的釋放速率有很明顯的控制能力,載體的量對ClO2的釋放量有很大的影響。本實驗制備的固體二氧化氯能夠徹底消除安全隱患,使用時不需進行活化,二氧化氯能夠持續(xù)緩慢釋放,同時也能夠直接溶于水形成二氧化氯溶液用于一次性消毒,顯示出良好的市場競爭力。二氧化氯的釋放動力學屬于流-固相非催化反應,符合收縮未反應芯模型。整個反應分為前后兩部分,前期屬氣膜擴散控制,后期屬化學動力學控制,載體的量可