一种亚氯酸钠水凝胶的制备方法

摘要

本发明公开了一种亚氯酸钠水凝胶的制备方法，包括以下步骤：S1、水凝胶溶液的配置：配置浓度为3‑5mol/L的丙烯酰胺水溶液；S2、接枝共聚：在10‑30℃下，边搅拌边向所得丙烯酰胺水溶液中加入过硫酸钾和N,N‑亚甲基双丙烯酰胺混合反应，并搅拌30‑40min，其中丙烯酰胺、过硫酸钾和N,N‑亚甲基双丙烯酰胺的质量比为(300‑400)：1：(1.7‑2)；S3、亚氯酸钠水凝胶的形成：将反应后的溶液在50‑70℃下加热0.5‑1.5小时得到水凝胶，将水凝胶干燥后放入亚氯酸钠溶液中，在不透光环境下等待凝胶吸收溶胀后即形成亚氯酸钠水凝胶。本发明提供的制备方法操作方便、生产简单，制备了一种高度透明、吸附能力强、抗氧化能力强的亚氯酸钠水凝胶，其对于紫外光具有很好的吸收作用。

说明书

技术领域

本发明属于空间消毒技术领域，具体涉及一种亚氯酸钠水凝胶的制备方法。

背景技术

二氧化氯的氧化能力强，与传统的液氯相比二氧化氯不仅消毒能力强而且不会与水中的酚类产生具有怪味的氯酚，不会与腐殖质反应形成致癌物质。上世纪80年代后期，二氧化氯作为食品消毒剂和饮用水杀菌剂得到了美国农业部(USDA)和美国环境保护局(EPA)的认可。世界卫生组织(WHO)确认，该物质完全没有致癌、致畸性，具有消毒、杀菌、防腐、除臭、保鲜、漂白等多种功能，是广谱、安全和高效的消毒剂，并被推崇为第四代消毒剂还被广泛地应用于纸浆漂白、食品加工、医药卫生等领域。

然而，二氧化氯气体具有不稳定性，不便于运输和贮存，必须现场制备。典型的化学方法是用氯酸盐与酸反应来制备二氧化氯气体，但是化学反应发生的很快，且在短时间内产生高浓度的二氧化氯气体会对人或动物造成伤害。尽管有专利文献报道用凝胶或吸附型固体制剂来达到二氧化氯在空间的长效缓释，但是经过试验证明很难实现国家标准规定的二氧化氯气体浓度，且不能控制其释放速度进而解决其定量释放的问题，操作工艺复杂，阻碍了二氧化氯的广泛应用，也给使用者带来不便。

众所周知，亚氯酸盐在紫外光的照射下分解可以产生二氧化氯气体，现有研究表明用紫外光照射亚氯酸钠颗粒或亚氯酸钠凝胶也可以制备二氧化氯气体。但传统方法所得亚氯酸钠水凝胶的透明性较低，其应用受到一定的限制。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研究设计一种亚氯酸钠水凝胶的制备方法，来解决传统方法所得亚氯酸钠水凝胶的透明性较低的缺点。本发明采用的技术手段如下：

一种亚氯酸钠水凝胶的制备方法，包括以下制备步骤：

S1、水凝胶溶液的配置：配置浓度为3-5mol/L的丙烯酰胺水溶液；

S2、接枝共聚：在室温下，边搅拌边向所得丙烯酰胺水溶液中加入过硫酸钾和N,N-亚甲基双丙烯酰胺混合反应，并搅拌30-40min，其中丙烯酰胺、过硫酸钾和N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为(300-400)：1：(1.7-2)；

S3、高透明亚氯酸钠水凝胶的形成：将反应均匀的溶液在50-70℃下加热0.5-1.5小时得到水凝胶，将水凝胶干燥后放入亚氯酸钠溶液中，避光处(即没有紫外光照射的环境下)等待凝胶吸收溶胀后即形成亚氯酸钠水凝胶。

优选地，步骤S2中，搅拌速度为300-500r/min。

优选地，步骤S3中，干燥温度为100-120℃。

优选地，步骤S3中，亚氯酸钠溶液的质量浓度为10-30％。

优选地，步骤S3中，亚氯酸钠溶液中含有活化剂。

优选地，活化剂为磷酸二氢钠、草酸、柠檬酸、酒石酸和亚氯酸氢盐中的一种或两种以上。

优选地，活化剂为磷酸二氢钠，亚氯酸钠和磷酸二氢钠质量比为(145-436)：1。

与现有技术比较，本发明所述的一种亚氯酸钠水凝胶的制备方法的有益效果如下：本发明提供了一种生产简单、操作方便的亚氯酸钠水凝胶制备方法，该方法制备的亚氯酸钠水凝胶具有高度透明、吸附能力强、抗氧化能力强、使用安全方便等优点，其对于波长小于350nm的紫外光具有很好的吸收作用，可以在紫外光的照射下高效分解制备二氧化氯气体，并且水凝胶具有抗氧化稳定性和光稳定性，在紫外光的照射下，不会发生老化裂解的问题。通过控制照射亚氯酸钠水凝胶的光源，可以实现对二氧化氯气体释放速度的控制，使凝胶能够长时间使用，能克服当前市场上二氧化氯产品使用时需酸化、不能控制释放、储运、使用不便等难题。

附图说明

图1是本发明实施例1中所得亚氯酸钠水凝胶通过紫外-可见分光光度法在300-800nm波长范围内测定的透光率。

图2是本发明实施例2中所得亚氯酸钠水凝胶通过紫外-可见分光光度法在300-800nm波长范围内测定的透光率。

图3是本发明实施例3中所得亚氯酸钠水凝胶通过紫外-可见分光光度法在300-800nm波长范围内测定的透光率。

具体实施方式

实施例1：

S1、水凝胶溶液的配置：

将一定量的丙烯酰胺倒入烧杯中，加入120毫升的蒸馏水配置成浓度为3-5mol/L的丙烯酰胺水溶液。

S2、接枝共聚：

在室温下，用搅拌器以300r/min的转速搅拌，边搅拌边加入过硫酸钾和N,N-亚甲基双丙烯酰胺混合反应，并搅拌30min；其中，丙烯酰胺、过硫酸钾和N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为400:1:2。

S3、高透明亚氯酸钠水凝胶的形成：

将反应均匀的溶液倒入模具中，在50℃的水浴锅中加热1小时即可得到高透明的水凝胶。然后将凝胶放入110℃烘箱干燥，然后将其放入含有活化剂磷酸二氢钠的亚氯酸钠溶液中，亚氯酸钠溶液的质量浓度为30％，其中亚氯酸钠和磷酸二氢钠的质量比为(145-436)：1，避光处等待凝胶吸收溶胀后即可形成高透明的亚氯酸钠水凝胶。

实施例2：

S1、水凝胶溶液的配置：

将一定量的丙烯酰胺倒入烧杯中，加入150毫升的蒸馏水配置成浓度为3-5mol/L的丙烯酰胺水溶液。

S2、接枝共聚：

在室温下，用搅拌器以300r/min的转速搅拌，边搅拌边加入过硫酸钾和N,N-亚甲基双丙烯酰胺混合反应，并搅拌40min；其中，丙烯酰胺、过硫酸钾和N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为330:1:1.8。

S3、高透明亚氯酸钠水凝胶的形成：

将反应均匀的溶液倒入模具中，在60℃的水浴锅中加热1.5小时即可得到高透明的水凝胶。然后将凝胶放入110℃烘箱干燥，然后将其放入亚氯酸钠溶液中，亚氯酸钠溶液的质量浓度为20％，避光处等待凝胶吸收溶胀后即可形成高透明的亚氯酸钠水凝胶。

实施例3：

S1、水凝胶溶液的配置：

将一定量的丙烯酰胺倒入烧杯中，加入150毫升的蒸馏水配置成浓度为3-5mol/L的丙烯酰胺水溶液。

S2、接枝共聚：

在室温下，用搅拌器以300r/min的转速搅拌，边搅拌边加入过硫酸钾和N,N-亚甲基双丙烯酰胺混合反应，并搅拌40min；其中，丙烯酰胺、过硫酸钾和N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为300:1:1.7。

S3、高透明亚氯酸钠水凝胶的形成：

将反应均匀的溶液倒入模具中，在70℃的水浴锅中加热0.5-1小时即可得到高透明的水凝胶。然后将凝胶放入110℃烘箱干燥，再将其放入亚氯酸钠溶液当中，亚氯酸钠溶液的质量浓度为10％，避光处等待凝胶吸收溶胀后即可形成高透明的亚氯酸钠水凝胶。

附图1-3为实施例1-3中制备的亚氯酸钠水凝胶通过紫外-可见分光光度法的测试结果，在300-800nm波长范围内测定物质的透光率。当光穿过被测物质时，物质对光的吸收程度随光的波长不同而变化。因此，通过测定物质在不同波长处的透光率，并绘制其透光率与波长的关系图即得被测物质的吸收光谱。

当入射光强度I

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。