二氧化氯釋放速度控制的研究.pdf

1、二氧化氯是一種強(qiáng)力殺菌消毒劑,用于消毒時(shí)只發(fā)生氧化反應(yīng),不發(fā)生氯代反應(yīng),不會(huì)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(jìn)行了改性研究;探討了以固體亞氯酸鈉與硝酸脲為主反應(yīng)組分在常溫下實(shí)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(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間是主要影響因素。
　　經(jīng)過實(shí)驗(yàn)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(yīng)溫度20℃,反應(yīng)時(shí)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(qiáng);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(yīng)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(jī)強(qiáng)酸及固體有機(jī)酸應(yīng)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(shí)施和控制釋放二氧化氯酸化劑進(jìn)一步改進(jìn)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(xué)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(jìn)改性實(shí)驗(yàn)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(yīng)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(shí)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(shí)驗(yàn)制備的固體二氧化氯能夠徹底消除安全隱患,使用時(shí)不需進(jìn)行活化,二氧化氯能夠持續(xù)緩慢釋放,同時(shí)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(dòng)力學(xué)屬于流-固相非催化反應(yīng),符合收縮未反應(yīng)芯模型。整個(gè)反應(yīng)分為前后兩部分,前期屬氣膜擴(kuò)散控制,后期屬化學(xué)動(dòng)力學(xué)控制,載體的量可