过氧乙酸稳定剂及固态缓释消毒剂的研究

作     者：康肖肖 

作者单位：西北师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：唐小华;周友三

授予年度：2022年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：过氧乙酸 稳定剂 缓释消毒剂 凹凸棒石 二氧化硅 β-环糊精 

摘      要：过氧乙酸作为一种重要的有机化工产品,广泛应用于医疗卫生、食品饮料、纺织业、能源工程、环境工程等领域,特别是作为防疫消毒剂,具有广谱适用性,但由于过氧乙酸溶液容易分解,在一定程度上限制了其在行业中的发展,因此开发有效的稳定剂具有重要的现实意义。同时传统的过氧乙酸消毒剂虽然消毒作用强,但作用时间短,需要进行定时喷洒,因此开发过氧乙酸固态缓释消毒剂,可以向空气中持续释放过氧乙酸,达到即时消毒的目的。本论文研究内容如下:1、针对高浓度过氧乙酸溶液(浓度为15%),通过正交设计实验研究A、B、C复配物对过氧乙酸的稳定效果,确定15%过氧乙酸的稳定剂配方为1%B和0.1%C。测定了稳定剂在不同温度下对过氧乙酸稳定性的影响,通过动力学研究计算过氧乙酸分解半衰期和分解活化能,在4℃、15℃、26℃、37℃下加入稳定剂,过氧乙酸的分解半衰期分别为770.16 d、288.81 d、97.63 d、65.39 d,比不加稳定剂分别提高了140.03 d、32.09 d、20.61 d、20.09 d;添加稳定剂时15%的过氧乙酸分解活化能为61.53 k J/mol,无稳定剂时分解活化能为59.26 k J/mol。2、针对常用过氧乙酸消毒剂(浓度为0.5%),确定0.5%过氧乙酸溶液的稳定剂配方为0.001%C和0.05%D。用超纯水配制的0.5%过氧乙酸溶液稳定性最好。通过动力学研究计算用超纯水配制的0.5%过氧乙酸溶液的分解半衰期和分解活化能,在4℃、15℃、26℃、37℃下加入稳定剂时,0.5%过氧乙酸的分解半衰期分别为33.49 d、7.07 d、2.24 d、0.80 d,比不加稳定剂分别提高了9.42 d、1.95 d、0.58 d、0.13 d;添加稳定剂时0.5%的过氧乙酸分解活化能为80.50 k J/mol,无稳定剂时分解活化能为77.21 k J/mol。3、分别制备了凹凸棒石、二氧化硅负载β-环糊精过氧乙酸固态缓释消毒剂并考察其缓释效果。酸化条件为3 mol/L HSO、固液比为1:5、酸化温度为120℃、酸化时间为12 h时,2 g的凹凸棒石过氧乙酸固态缓释消毒剂可对1 m空间持续消毒7 h。采用FT-IR、XRD、BET对制备的二氧化硅负载β-环糊精材料进行表征,并测试其缓释性能,2 g的二氧化硅负载β-环糊精过氧乙酸固态缓释消毒剂可对1m空间持续消毒9 h。