一种超碱性杀菌剂的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种以硫掺杂的多孔Ni‑La/泡沫金属材料为阴极，以惰性金属材料为阳极，通过离子交换膜，将电解槽分为阳极室、中间室和阴极室，向中间室内通入碳酸钾、碳酸氢钾和净化水的混合液，向阴极室和阳极室内纯净化水，接通电源进行电解获得杀菌剂，杀菌剂的pH=12.5±0.3，其中不添加任何表面活性剂、防腐剂或其他添加剂，主要成分为净化水和微量矿物元素，所述杀菌剂的清洗效果＞99.9%。

【技术实现步骤摘要】
一种超碱性杀菌剂的制备方法
本专利技术涉及一种超碱性杀菌剂的制备方法，属于电解水制备超碱性离子水，用于杀菌剂、消毒剂、清洗剂领域。
技术介绍
目前市面上的免洗抑菌洗手液，都是以各种化学合成表面活性剂为基础，为了使之具有抑菌功能，会添加各种杀菌剂，为了避免各种药剂对皮肤的伤害，还会添加不同的护肤剂，但是这些产品虽然具有一定的去污能力，但使用后比较粘稠，体验感不强，而且产品中所含有的表面活性剂，其危害近年来广泛被人们关注，关注的重点主要集中在对粘膜的刺激性、对皮肤的致敏性、毒性、遗传性、致癌性、致畸性和溶血性等方面，并且产品中所添加的杀菌剂几乎都具有一定的缺陷，比如有的易燃，有的刺激性强，且存在残留性，对皮肤和环境不够友好等。近年来，碱性电解离子水在日本被广泛关注，具有非常强的洗净力和抑菌效果，生产过程是在水中加入极微量的电解促进剂(碳酸钾)通过特殊的技术设备进行电解而成，含有大量的负离子，因其成分几乎都是水，不含任何表面活性剂和杀菌剂，对皮肤和环境无害，是一种理想的安全环保洗净液。使用特殊电解装置在一定的电压、电流条件下，对电解质稀溶液进行电解时，两侧电极上生成具有特殊理化性质的产物即为电解水（EW）。因为产生的电解水具有特殊的生物活性，所以又被称为电生功能水（ElectrolyzedFunctionalWater）。电解时，在阳极一侧可以获得酸性的电解水而在阴极一侧可以获得碱性的电解水。电解水的氧化还原电位（ORP）与普通水或者盐酸、氢氧化钾溶液等有着极大的区别。酸性水的ORP值可以高达到+1000mv，而碱性电解水的ORP值可以低达-1000mv，这表明酸性电解水有着极强的氧化性，而碱性水有很强的还原性。也正是强氧化还原能力使得电解水的强杀菌活性等很多特性是同等pH值酸碱溶液所不具备的。因为病源菌细胞膜两侧存在一定的膜电势，所以一般微生物只可以在ORP值在-400mV～+900mV范围内的环境中生存，一旦外界环境的电势超出这个范围，细胞膜内外的电位差就会被改变，膜的通透性增强，细胞膜被涨破并使得微生物死亡。正式因为这样的原理，酸、碱性电解水具有一定的杀菌活性。更值得一提的是，因为电解水的杀菌原理与化学药品的杀菌原理有本质区别，所以电解水可以快速杀菌效果、广谱杀菌，并且避免病原菌抗药性产生。此外，在电解过程中，水中还生成了许多的自由基，这些自由基都起到辅助杀菌的作用。因为这些活泼的自由基在自然环境和杀菌过程中被不断地氧化或是还原成普通水，所以使用电解水杀菌消毒时不会产生任何残留和污染。电解水的研究和应用始于上世纪80年代的日本，并最早被应用于医疗设备消毒。目前，电解水也大量应用在农业领域，日本已将酸性离子水应用于杀菌为目的的减农药无农药栽培以及种子的消毒清洗等领域；碱性离子水应用于品质改良为目的的植物的无土栽培、嫁接、酸性土壤的改良、高品质作物的栽培等领域。也其技术优势具有以下几方面：环保（无需使用乳化剂等洗涤化学品）、免除抗生素的使用（与生物酶技术结合）、免除化学杀菌剂的使用（达到无化学杀菌剂残留）。但电解水在国内农业杀菌应用较少，其相关的制备工艺不够先进。如CN202011145573公开了一种泡沫型免洗抑菌洗手液由以下重量百分比的原料组成：碱性电解离子水97％～99％、起泡剂1％～3％和香味调节剂0.01％～1％，所述碱性电解水其水中所含电解促进剂(钾离子)含量﹤0.5％，最佳含量﹤0.3％，且最终产品的pH值﹥12，最佳pH值≥12.5，所述起泡剂包含无添加的天然皂类或硬脂酸钠等无毒无害物质，所述香味调节剂可以为各种植物系精油或者纯露的一种或者多种。通过采用本专利技术制备的泡沫型免洗抑菌洗手液，不添加任何杀菌剂，具有很高的洗净效果、抑菌效果，对人体和环境友好，pH值越高杀菌力也越强，一般病原微生物适合生存的环境的pH值介于4～11之间，所以本产品的pH值﹥12，最佳pH值≥12.5，能够起到良好的杀菌效果。CN201610364267公开了一种碱性电解水及其制备方法和在农业中的应用，其工艺步骤包括：(1)将纯水通过纯水输送管路从电解槽底部进入，同时从电解槽底部注入盐碱溶液，在纯水中混入电解质进行电解；(2)在离子膜阴极侧生成的碱性电解水送至强碱性电解水储存水箱，离子膜阳极侧生成的酸性电解水送至盐碱罐，其中的固体KOH或K2CO3经微酸性电解水溶解成饱和盐碱溶液，提供给电解槽，碱性电解水在电解槽循环电解；(3)当电解使得强碱性电解水pH值达13以上，最终由强碱性电解水出口向设备及生产线供水。本专利技术可生产pH为13.8的极端碱性电解水，可用于农药制剂加工、农田杀菌、土壤改良、土壤消毒及卫生环境消毒、农药残留降解以及水果保鲜。但是上述的杀菌剂在电解过程中由于使用的阴极电极的催化效率低，使得所述电解过程中的耗能高、处理水量小，获得的杀菌剂的杀菌效果差。
技术实现思路
针对上述电解还原水电极研究的不足与存在的问题，本专利技术提供一种超碱性杀菌剂的制备方法法，在电解过程中，使用的多孔硫掺杂La-Ni催化剂并具有极高的催化析氢产出超碱性离子水性能，析氢电位仅为-310mV，交换电流密度40.3mA/cm2，通过所述方法获得的超碱性离子水的产量大，效率快，获得的杀菌剂的氧化还原电位低，稳定性高。一种超碱性杀菌剂的制备方法，包括如下步骤：（1）对水源进行净化预处理，获得净化水；（2）以硫掺杂的多孔Ni-La/泡沫金属材料为阴极，以惰性金属材料为阳极，使用阴离子交换膜Ⅰ和离子交换膜Ⅱ将电解槽分隔为阳极室、中间室和阴极室，其中阴离子交换膜Ⅰ靠近阳极，离子交换膜Ⅱ靠近阴极，在向中间室内通入碳酸钾、碳酸氢钾和净化水的混合液，向阴极室和阳极室内纯净化水，接通电源进行电解；（3）电解一段时间后，通过pH值在线监测仪，测定阴极液的pH=12.5±0.3，达到指定范围后，收集阴极液体，获得杀菌剂；其中所述硫掺杂的多孔Ni-La/泡沫金属阴极的制备过程如下：（a）以镍盐、铝盐、镧盐、烷基咪唑卤化物、乙烷二硫醇为电解质熔盐，铜网或镍网为阴极、高纯铝板为阳极，电沉积条件5-15A/dm2，温度40-50oC，时间30min-4h，惰性气体氛围；（b）将经过步骤（2）电沉积的电极置于碱性溶液中腐蚀处理；（c）将经过步骤（2）热处理的阴极置于惰性气体条件下热处理；（d）洗涤、烘干获得阴极。进一步的，所述步骤（1）水源预处理如下：（a）特制纤维层：所述特征纤维层用于过滤大于5μm的锈质、尘土或苔藓等大颗粒杂质。（b）颗粒活性炭处理：用于除去氯气、VOC、重金属、农药、异味等杂质。（c）亚硫酸钙处理：用于除去残留在水中的了氯气、重金属等。（d）镀银颗粒活性炭处理：用于消毒、抑制病菌生长。（e）0.1微米超微细过滤膜，过滤0.1微米或以上的物质，包括病菌、囊肿等。进一步的，所述惰性金属为镀铂铜电极，所述离子交换膜Ⅱ为阴离子交换膜或阳离子交换膜。进一步的，所述碳酸钾、碳酸氢钾和净化水的混合液中所述碳酸钾本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超碱性杀菌剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：/n（1）对水源进行净化预处理，获得净化水；/n（2）以硫掺杂的多孔Ni-La/泡沫金属材料为阴极，以惰性金属材料为阳极，使用阴离子交换膜Ⅰ和离子交换膜Ⅱ将电解槽分隔为阳极室、中间室和阴极室，其中阴离子交换膜Ⅰ靠近阳极，离子交换膜Ⅱ靠近阴极，在向中间室内通入碳酸钾、碳酸氢钾和净化水的混合液，向阴极室和阳极室内纯净化水，接通电源进行电解；/n（3）电解一段时间后，通过pH值在线监测仪，测定阴极液的pH=12.5±0.3，达到指定范围后，收集阴极液体，获得杀菌剂；/n其中所述硫掺杂的多孔Ni-La/泡沫金属阴极的制备过程如下：/n（a）以镍盐、铝盐、镧盐、烷基咪唑卤化物、乙烷二硫醇为电解质熔盐，铜网或镍网为阴极、高纯铝板为阳极，电沉积条件5-15A/dm

【技术特征摘要】
1.一种超碱性杀菌剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）对水源进行净化预处理，获得净化水；
（2）以硫掺杂的多孔Ni-La/泡沫金属材料为阴极，以惰性金属材料为阳极，使用阴离子交换膜Ⅰ和离子交换膜Ⅱ将电解槽分隔为阳极室、中间室和阴极室，其中阴离子交换膜Ⅰ靠近阳极，离子交换膜Ⅱ靠近阴极，在向中间室内通入碳酸钾、碳酸氢钾和净化水的混合液，向阴极室和阳极室内纯净化水，接通电源进行电解；
（3）电解一段时间后，通过pH值在线监测仪，测定阴极液的pH=12.5±0.3，达到指定范围后，收集阴极液体，获得杀菌剂；
其中所述硫掺杂的多孔Ni-La/泡沫金属阴极的制备过程如下：
（a）以镍盐、铝盐、镧盐、烷基咪唑卤化物、乙烷二硫醇为电解质熔盐，铜网或镍网为阴极、高纯铝板为阳极，电沉积条件5-15A/dm2，温度40-50oC，时间30min-4h，惰性气体氛围；
（b）将经过步骤（2）电沉积的电极置于碱性溶液中腐蚀处理；
（c）将经过步骤（2）热处理的阴极置于惰性气体条件下热处理；
（d）洗涤、烘干获得阴极。


2.如权利要求1所述的一种超碱性杀菌剂的制备方法，其特征在于所述步骤（1）水源预处理如下：
（a）特制纤维层：所述特征纤维层用于过滤大于5μm的锈质、尘土或苔藓等大颗粒杂质；
（b）颗粒活性炭处理：用于除去氯气、VOC、重金属、农药、异味等杂质；
（c）亚硫酸钙处理：用于除去残留在水中的了氯气、重金属等；（d）镀银颗粒活性炭处理：用于消毒、抑制病菌生长；
（e）0.1微米超微细过滤膜，过滤0.1微米或以上的物质，包括病菌、囊肿等。


3.如权利要求1所述的一种超碱性杀菌剂的制备方法，其特征在于所述惰性金属为镀铂铜电极，所述离子交换膜Ⅱ为阴离子交换膜或阳离子交换膜。


4.如权利要求1所述的一种超碱性杀菌剂的制备方法，其特征在于所述碳酸钾、碳酸氢钾和净化水的混合液...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜先明，
申请(专利权)人：杜先明，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15