一种缓释二氧化氯固态凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及消毒杀菌产品技术领域，具体涉及到一种缓释二氧化氯固态凝胶及其制备方法和应用。本申请的缓释二氧化氯固态凝胶，包括A组分母体凝胶和B组分活化凝胶，所述A组分母体凝胶由下列重量份数的物质组成：二氧化氯活性组分0.5‑15份，改性介孔二氧化硅纳米材料1‑30份，凝胶粉1‑10份，其余量为水；所述B组分活化凝胶，由下列重量份数的物质组成：活化剂1‑20份，缓释剂0‑8份，凝胶粉1‑30份，其余量为水，实现了对环境的实时净化处理，极大的提高了二氧化氯的杀菌、杀病毒的效率，真正做到24小时全时防护；无需喷洒，节省人工成本；同时解决了液态二氧化氯不稳定、保存期短的关键问题。

Slow release chlorine dioxide solid state gel and preparation method and application thereof

【技术实现步骤摘要】
一种缓释二氧化氯固态凝胶及其制备方法和应用
本专利技术涉及消毒杀菌产品
，具体涉及到一种缓释二氧化氯固态凝胶及其制备方法和应用。
技术介绍
二氧化氯，分子式为ClO2，其中，氯原子的标准氧化态是+4价，是自然界中几乎完全以单体游离原子团体存在的少数化合物之一。二氧化氯常温下为黄绿色至橙黄色的气体，有类似氯气的刺激性气味，是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂，二氧化氯不与水体中的有机物作用生成三卤甲烷等致癌物质，对高等动物细胞、精子及染色体无致癌、致畸、致突变(三致)作用，其安全性被世界卫生组织定位A1级别。同时，二氧化氯具有较强的氧化性，在一定条件下能分解产生强氧化性自由基，并保持较高的氧化还原电位，可对无机污染物和有机污染物等进行有效的清楚。因此，由于二氧化氯的安全性和高效性，二氧化氯气体已经成为第四代的消毒剂，可应用于饮用水、家居环境等的消毒。由于二氧化氯气体为强氧化剂，其本身就难以保存，即使将二氧化氯气体溶于水中，其亦会持续释放散失；因此为将二氧化氯气体长期保存以供使用，目前市面上的二氧化氯气体的制备方法三种，第一种方法是将二氧化氯吸收于碳酸钠(Na2CO3)、硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)、过氧化氢(H2O2)或氢氧化钠(NaOH)等溶液中，让二氧化氯转换成亚氯酸根(ClO2-)的型态存在，在使用前，该溶液必须经由活化或酸化，才能产生二氧化氯气体；第二种方法是将亚氯酸盐以及酸类两种试剂，在使用前将该两试剂混合加至适量的水中，令亚氯酸盐及酸类可产生反应以得到二氧化氯溶液，借以进一步得到二氧化氯气体；第三种方法是以电解法来制备二氧化氯气体，该电解法是将饱和食盐水作为电解液，经于阳极、阴极通电电解后，其会于阳极产生二氧化氯气体。不论是以化学酸制法或电解法来制备二氧化氯，其虽具有一定程度的方便性；然而其在使用时必须先将混合试剂或使亚氯酸根(ClO2-)溶液活化，或必须经由电解饱和食盐水来产生二氧化氯气体，而该操作使用繁琐不便且无法快速取得二氧化氯气体；并且不论是化学酸制法或电解法所产生制成的二氧化氯气体，其会持续释放至空气中散失，随着时间推移，二氧化氯的浓度亦随之持续减少，进而有无法提供长时间保存以供后续的消毒、杀菌作业。因此，如何制备适用于日常生活中空气净化和消毒的二氧化氯消毒产品，并在使用时能够实现平稳且持续地释放二氧化氯气体成为了急需解决的技术难点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种缓释二氧化氯固态凝胶及其制备方法和应用。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种缓释二氧化氯固态凝胶，包括A组分母体凝胶和B组分活化凝胶，所述A组分母体凝胶由下列重量份数的物质组成：二氧化氯活性组分0.5-15份，改性介孔二氧化硅纳米材料1-30份，凝胶粉1-10份，其余量为水；所述B组分活化凝胶，由下列重量份数的物质组成：活化剂1-20份，缓释剂0-8份，凝胶粉1-30份，其余量为水。进一步的，二氧化氯活性组分位于所述改性介孔二氧化硅纳米材料的孔道结构中。进一步的，二氧化氯活性组分包括KClO3、NaClO3、NaClO2、KClO2、Na2SO4、CaSO4、MgSO4、CaCl2中的一种或多种的混合物。进一步的，改性介孔二氧化硅纳米材料由表面被氨基修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒，通过静电作用包覆表面被氨基修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒的聚丙烯酸膜层，以及与聚丙烯酸膜层中的聚丙烯酸通过酰胺键连接的聚乙二醇组成，聚丙烯酸膜层作为封堵阀门，能响应pH值的变化使表面被氨基修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒的孔道处于封堵或打开状态。进一步的，介孔二氧化硅纳米颗粒的粒径为150-200nm。进一步的，凝胶粉为结冷胶、明胶、黄原胶、琼脂、聚丙烯酸盐、丙烯酰胺中的一种或多种；所述缓释剂为聚乙二醇、聚乙烯比咯烷酮、聚乙烯醇、海藻酸钠、羧甲基纤维素、壳聚糖中的一种或多种；所述活化剂包括柠檬酸、草酸、磷酸二氢钠、醋酸、苹果酸中的一种或多种。进一步的，A组分母体凝胶和B组分活化凝胶的质量比为1：1-1.5。一种缓释二氧化氯固态凝胶的制备方法，制备上述的缓释二氧化氯固态凝胶，其方法包括：S1：将配方量的凝胶粉分散到水中，随后加入负载二氧化氯活性组分的改性介孔二氧化硅纳米材料，待溶液固化后得到上述的A组分母体凝胶；S2：将配方量的凝胶粉分散到水中，随后加入活化剂，缓释剂，待溶液固化后得到上述的B组分活化凝胶；S3：将A组分母体凝胶和B组分活化凝胶进行封装，使用时贴合在一起，即可持续产生二氧化氯气体，通过对产品中母体中孔径的启闭，控制二氧化氯气体的释放。进一步的，步骤S1中负载二氧化氯活性组分的改性介孔二氧化硅纳米材料的制备，包括以下步骤：S11：将十六烷基三甲基溴化铵和二异丙基氨基锂加入水中，在搅拌下加热至78-82℃，滴加四乙基原硅酸盐，在78-82℃反应2-3h，将反应产物分散在浓盐酸-无水乙醇溶液中，在78-82℃回流3-5h，将所得产物用乙醇和水洗涤，干燥，得到介孔二氧化硅纳米颗粒；S12：将介孔二氧化硅纳米颗粒分散于乙醇中形成分散液A，将分散液A与3-氨丙基三乙氧基硅烷混合，在78-82℃搅拌反应13-15h，将反应产物用乙醇和水洗涤，干燥，得到氨基修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒；S13：将等量的碳化二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺加入分散有步骤S2的氨基化介孔二氧化硅纳米颗粒的DMF缓冲液中搅拌，再加入聚丙烯酸和二氧化氯活性组分的水溶液继续搅拌反应；再往其中加入氨基化的聚乙烯醇，超声混合，然后以450-500r/min的搅拌速率搅拌反应10-12h，过滤，洗涤，即得负载二氧化氯活性组分的改性介孔二氧化硅纳米材料。一种缓释二氧化氯固态凝胶的应用，将上述的缓释二氧化氯固态凝胶用作空气净化和消毒的固态制剂。本专利技术的有益效果：由上述对本专利技术的描述可知，与现有技术相比，本专利技术的一种缓释二氧化氯固态凝胶，利用纯分子态二氧化氯在凝胶孔道结构中控制挥发技术，实现了对环境的实时净化处理，极大的提高了二氧化氯的杀菌、杀病毒的效率，真正做到24小时全时防护；无需喷洒，节省人工成本；同时解决了喷洒工艺中存在的腐蚀问题，避免了二次污染；且该固态凝胶保质期长，解决了液态二氧化氯不稳定、保存期短的关键问题。附图说明图1为本专利技术优选实施例一、二、三中二氧化氯释放量测定的曲线图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例一本专利技术的优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缓释二氧化氯固态凝胶，其特征在于：包括A组分母体凝胶和B组分活化凝胶，所述A组分母体凝胶由下列重量份数的物质组成：二氧化氯活性组分0.5-15份，改性介孔二氧化硅纳米材料1-30份，凝胶粉1-10份，其余量为水；所述B组分活化凝胶，由下列重量份数的物质组成：活化剂1-20份，缓释剂0-8份，凝胶粉1-30份，其余量为水。/n

【技术特征摘要】
1.一种缓释二氧化氯固态凝胶，其特征在于：包括A组分母体凝胶和B组分活化凝胶，所述A组分母体凝胶由下列重量份数的物质组成：二氧化氯活性组分0.5-15份，改性介孔二氧化硅纳米材料1-30份，凝胶粉1-10份，其余量为水；所述B组分活化凝胶，由下列重量份数的物质组成：活化剂1-20份，缓释剂0-8份，凝胶粉1-30份，其余量为水。


2.根据权利要求1所述的缓释二氧化氯固态凝胶，其特征在于：所述二氧化氯活性组分位于所述改性介孔二氧化硅纳米材料的孔道结构中。


3.根据权利要求1或2所述的缓释二氧化氯固态凝胶，其特征在于：所述二氧化氯活性组分包括KClO3、NaClO3、NaClO2、KClO2、Na2SO4、CaSO4、MgSO4、CaCl2中的一种或多种的混合物。


4.根据权利要求1或2所述的缓释二氧化氯固态凝胶，其特征在于：所述改性介孔二氧化硅纳米材料由表面被氨基修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒，通过静电作用包覆表面被氨基修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒的聚丙烯酸膜层，以及与聚丙烯酸膜层中的聚丙烯酸通过酰胺键连接的聚乙二醇组成，聚丙烯酸膜层作为封堵阀门，能响应pH值的变化使表面被氨基修饰的介孔二氧化硅纳米颗粒的孔道处于封堵或打开状态。


5.根据权利要求4所述的缓释二氧化氯固态凝胶，其特征在于：所述介孔二氧化硅纳米颗粒的粒径为150-200nm。


6.根据权利要求1所述的缓释二氧化氯固态凝胶，其特征在于：所述凝胶粉为结冷胶、明胶、黄原胶、琼脂、聚丙烯酸盐、丙烯酰胺中的一种或多种；所述缓释剂为聚乙二醇、聚乙烯比咯烷酮、聚乙烯醇、海藻酸钠、羧甲基纤维素、壳聚糖中的一种或多种；所述活化剂包括柠檬酸、草酸、磷酸二氢钠、醋酸、苹果酸中的一种或多种。


7.根据权利要求1所述的缓释二氧化氯固态凝胶，其特征在于：所述A组分母体凝胶和B组分活化凝胶的质量比为1：1-1.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊雄，
申请(专利权)人：黄俊雄，
类型：发明
国别省市：福建;35