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1、(10)申请公布号 CN 102502510 A (43)申请公布日 2012.06.20 CN 102502510 A *CN102502510A* (21)申请号 201110290844.0 (22)申请日 2011.09.29 C01B 11/06(2006.01) (71)申请人 天津市职业大学 地址 300410 天津市北辰区洛河道 2 号 (72)发明人 李建生 刘炳光 苏超 翟梦雅 朱宝辉 周琪 马怡君 (54) 发明名称 一种稳定性次氯酸钠溶液及其制备方法 (57) 摘要 本发明公开一种稳定性次氯酸钠溶液及其制 备方法, 其特征是用氨基磺酸、 尿素或氨基乙酸和 三聚磷酸钠共同。
2、作为稳定剂, 氨基化合物稳定剂 中氨基与次氯酸钠摩尔比为0.5-1.01。 向30 氨基磺酸溶液中, 加入 30三聚磷酸钠溶液, 再 加入有效氯含量 10的工业次氯酸钠溶液, 用 50氢氧化钠调整溶液碱废, 搅拌均匀后得到有 效氯含量 5.0, 三聚磷酸钠含量 5.0, 游离碱 含量 0.5 -5.0的稳定性次氯酸钠溶液。在稳 定性快速评价试验中, 该次氯酸钠溶液在 54下 贮存 14 天, 有效氯下降率为 12.6, 推定有效期 可达十二个月。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 。
3、5 页 1/1 页 2 1. 一种稳定性次氯酸钠溶液, 其特征是用氨基化合物和三聚磷酸钠共同作为稳定剂, 有效氯含量5.0, 三聚磷酸钠含量5.0, 游离碱含量0.5-5.0, 溶液稳定性达到十二 个月以上。 2. 根据权利要求 1 所述稳定性次氯酸钠溶液, 其特征在于氨基化合物稳定剂是氨基磺 酸、 尿素和氨基乙酸。 3. 根据权利要求 1 所述稳定性次氯酸钠溶液, 其特征在于氨基化合物稳定剂中氨基与 次氯酸钠摩尔比为 0.5-1.0 1。 4. 一种稳定性次氯酸钠溶液制备方法, 其特征是向 30氨基磺酸溶液中, 加入 30三 聚磷酸钠溶液, 再加入有效氯含量 10的工业次氯酸钠溶液, 用 5。
4、0氢氧化钠调整溶液碱 度, 搅拌均匀后得到有效氯含量5.0, 三聚磷酸钠含量5.0, 游离碱含量0.5-5.0的 稳定性次氯酸钠溶液样品液。 权 利 要 求 书 CN 102502510 A 2 1/5 页 3 一种稳定性次氯酸钠溶液及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种稳定的次氯酸钠溶液及其制备方法, 特别是一种以氨基化合物和 三聚磷酸钠共同作为稳定剂的稳定性次氯酸钠溶液及其制备方法, 属于精细化工领域。 背景技术 0002 次氯酸钠溶液由于其价格低廉、 杀菌能力强和生产简便的优点, 广泛应用于卫生 防疫、 医疗及日常生活的杀菌消毒、 纺织和印染行业中的漂白以及化工行业中的氧化剂等。
5、。 次氯酸钠溶液自身稳定性较差, 对其生产、 运输、 储存、 销售及使用等均带来了极大的不便。 0003 影响次氯酸钠溶液稳定性的因素很多, 主要包括光照、 紫外线和高温引起的自然 分解 ; 在酸性条件下生成次氯酸而进一步发生分解 ; 在强碱性和高浓度条件下的歧化分 解 ; 重金属离子催化次氯酸钠分解 ; 氨、 铵盐、 胺和有机物引起的加速分解。研究发现次氯 酸钠分解速率主要与体系温度有关, 与反应物浓度一次方成正比。目前市售次氯酸钠消毒 液的实际有效期仅三个月, 国家标准要求达到六个月, 而用户期望有效期能够达到十二个 月, 国内外对稳定性次氯酸钠的研究开发一直非常关注。 0004 涉及稳定。
6、性次氯酸钠溶液配方和制备方法的专利公开近百项, 针对次氯酸钠溶液 的光照分解现象, 一般采用加入硅酸钠、 纤维素或聚丙烯酸钠等增稠剂抑制光引发自由基 传递 ; 针对酸性条件下加速分解问题 . 一般采用加入磷酸氢钠、 铝酸钠、 苯二甲酸等缓冲 溶液或过量氢氧化钠溶液维持溶液在中性或碱性 ; 针对在强碱性和高浓度条件下的歧化分 解, 需要长期贮存的次氯酸钠溶液通常以 5左右低浓度包装 ; 针对重金属离子催化次氯 酸钠溶液分解, 一般采用加入乙二胺四乙酸钠或各种有机膦酸化合物络合重金属离子提高 稳定性 ; 针对有机物引起的加速分解, 一般采用加入化学结构比较稳定的表面活性剂作为 增效剂和稳定剂。实践。
7、证明这些方法能在一定程度上提高次氯酸钠溶液稳定性, 没能从根 本上改变次氯酸钠溶液分解反应过程, 不能达到一年有效期。 0005 在次氯酸钠溶液中加入含N或含NH结构化合物作稳定剂, 使次氯酸根与稳定剂形 成正负离子对, 能够大大提高次氯酸钠溶液的稳定性。中国专利 CN1535250(2004-10-06) 公开用含NH结构化合物作卤素杀生剂的稳定剂 ; 中国专利CN1597497(2005-03-23)公开用 8 一羟基喹啉作次氯酸钠溶液稳定剂 ; 中国专利 CN101480197(2005-03-23) 公开用氨苯磺 酰胺作次氯酸钠溶液稳定剂 ; 中国专利 CN1947517(2007-0。
8、4-18) 公开用环三磷腈作次氯酸 钠溶液稳定剂 ; 美国专利 US2006/0089285(2006-04-27) 公开用氨基磺酸作次氯酸钠溶液 稳定剂 ; 美国专利 US2008/03087675(2008-12-18) 公开含有氧化胺表面活性剂的次氯酸钠 溶液稳定剂。稳定剂加入在增加次氯酸钠稳定性的同时可能会降低次氯酸钠的活性, 导致 杀菌效果下降 ; 稳定剂添加不当反而会加速次氯酸钠溶液分解 ; 含 N 或含 NH 结构稳定剂本 身的毒性问题也需要关注。 发明内容 0006 本发明的目的是克服现有次氯酸钠溶液存在稳定性差的缺陷, 提供一种稳定性次 说 明 书 CN 102502510 。
9、A 3 2/5 页 4 氯酸钠溶液及其制备方法, 使其稳定性能够达到十二个月以上。 0007 稳定性次氯酸钠溶液制备采取的技术方案是用氨基化合物和三聚磷酸钠共同作 为稳定剂, 加入工业次氯酸钠溶液, 用氢氧化钠调整溶液碱度, 搅拌均匀后得到稳定性次氯 酸钠溶液, 该溶液稳定性达到十二个月以上。 氨基化合物稳定剂是氨基磺酸、 尿素和氨基乙 酸。氨基化合物稳定剂中氨基与次氯酸钠摩尔比为 0.5-1.0 1。 0008 稳定性次氯酸钠溶液制备方法是向 30氨基磺酸溶液中, 加入 30三聚磷酸钠 溶液, 再加入有效氯含量 10的工业次氯酸钠溶液, 用 50氢氧化钠调整溶液碱度, 搅拌 均匀后得到有效氯。
10、含量 5.0, 三聚磷酸钠含量 5.0, 游离碱含量 0.5 -5.0的稳定性 次氯酸钠溶液样品液。 0009 次氯酸钠溶液稳定性评价是将次氯酸钠溶液样品液和对照液分成几份置于棕色 玻璃瓶中, 将其分别在 25室温和 54恒温箱中密封贮存, 定期取样, 用碘量法测定次氯 酸钠溶液样品液和对照液中有效氯含量, 用次氯酸钠溶液有效氯含量下降率评价其稳定 性。参照消毒技术规范要求, 若采用室温留样法进行有效氯含量稳定性测定, 有效期内有 效氯含量下降率 15, 且下降后的原液有效氯含量 4为通过。若采用加速试验法评 价, 经54存放14天, 有效氯下降率15, 则贮存有效期可定为一年, 有效氯下降率。
11、超过 15为不符合要求。 0010 氨基磺酸对次氯酸钠溶液的稳定作用机理, 一般认为是它们之间发生氯代化学反 应生成 N- 氯代氨基磺酸钠和 N, N- 二氯代氨基磺酸钠, 化学反应式如下 : 0011 NH2SO3H+NaClO ClNHSO3Na+H2O 0012 ClNHSO3Na+NaClO ClNHSO3Na+Na2OH 0013 由于稳定性次氯酸钠溶液中能够检测到次氯酸钠存在, 一般认为以上反应是可逆 进行的。 氨基磺酸钠和次氯酸钠之间可能通过物理作用形成了分子团, 而不是化学反应。 氨 基磺酸钠分子中氮原子是 +3 价, 处于强烈的给出电子状态。次氯酸钠分子中氯原子是 +2 价,。
12、 处于强烈的接受电子状态 ; 氨基磺酸钠中 “氮给电子体” 和次氯酸钠中 “氯受电子体” 在 溶液中共价作用形成比较稳定的分子团, 大大提高了次氯酸钠分子稳定性, 从而有效抑制 次氯酸钠的自发分解。 氨基磺酸钠和次氯酸钠摩尔比应大于0.5, 维持氨基磺酸钠给出电子 数和次氯酸钠接受电子数相同。 0014 次氯酸钠溶液中加入的三聚磷酸钠能够络合溶液中重金属离子, 从而抑制重金属 离子对次氯酸钠的催化分解反应, 虽然不能从根本上改变次氯酸钠溶液自发分解反应的规 律, 也能在一定程度改善其稳定性。 0015 本发明的有益效果是该次氯酸钠溶液贮存有效期达一年以上, 具有浓度稳定, 使 用方便。氨基磺酸。
13、钠和三聚磷酸钠无机稳定剂安全可靠, 没有潜在毒性问题。 具体实施方式 0016 实施例 1 0017 以氨基磺酸、 尿素和氨基乙酸等氨基化合物作为次氯酸钠溶液的备选稳定剂进行 研究。 分别取氨基磺酸9.7g(0.10mol)、 尿素6.0g(0.10mol)和氨基乙酸7.7g(0.10mol)溶 于 50ml 去离子水中, 用 2.0mol/L 氢氧化钠溶液调整至 pH13.5, 用去离子水稀释到 120g, 分 别加入有效氯含量 10的次氯酸钠溶液 78.2g(0.10mol), 混匀后测定混合溶液中有效氯 说 明 书 CN 102502510 A 4 3/5 页 5 含量如表 1。 001。
14、8 表 1 氨基化合物种类对次氯酸钠溶液中有效氯影响 0019 序号 氨基化合物 次氯酸钠 混合后有效氯 备注 1 0.1mol 氨基磺酸钠 0.1mol 0.099mol 混合时少量放热 2 0.1mol 氨基乙酸钠 0.1mol 0.004mol 混合时强烈放热 3 0.1mol 尿素 0.1mol 0.081mol 混合时放出气体 0020 在以上实验中, 氨基磺酸钠溶液和次氯酸钠溶液混合前后, 溶液的有效氯总量几 乎不变, 混合后没有明显的化学反应现象发生, 仍能进行次氯酸钠的特性鉴别反应, 可见氨 基磺酸钠和次氯酸钠只是物理结合。氨基乙酸钠溶液和次氯酸钠溶液混合后, 溶液的有效 氯几。
15、乎全部损失, 有强烈的放热现象和少量气体放出, 证明其与次氯酸钠发生了化学反应。 尿素溶液和次氯酸钠溶液混合后, 溶液的有效氯总量损失 19, 有二氧化碳气体放出, 大部 分次氯酸钠与尿素物理结合, 少部分次氯酸钠与尿素发生化学反应。 在氨基磺酸、 尿素和氨 基乙酸等氨基化合物中, 只有氨基磺酸 ( 钠 ) 适合作为次氯酸钠溶液稳定剂。 0021 实施例 2 0022 分别取 30氨基磺酸钠溶液 71.4g、 147g 和 210g, 分别加入 30三聚磷酸钠溶液 80g, 再加入有效氯含量 10的工业次氯酸钠溶液 274g(0.70mol), 用 50氢氧化钠调整溶 液碱度, 搅拌均匀后得到。
16、有效氯含量 5.0, 三聚磷酸钠含量 5.0, 游离碱含量 2.0, 含 有氨基磺酸钠稳定剂0.18mol、 0.37mol、 0.53mol的次氯酸钠溶液样品液。 将其在25室温 下贮存, 定期取样测定溶液中有效氯含量和计算有效氯累积下降率见表 2。 0023 表 2 稳定剂加入量对次氯酸钠溶液稳定性影响 0024 0025 在以上实验中, 当氨基磺酸钠 / 次氯酸钠摩尔比 0.25 时, 溶液有效氯随贮存时间 增加下降迅速, 七天有效氯累积下降率达 12.6。在此条件下, 溶液中的氨基磺酸钠作为 还原剂与次氯酸钠发生氧化还原反应, 使次氯酸钠溶液加速分解。当氨基磺酸钠 / 次氯酸 钠摩尔比。
17、 0.75 时, 氨基磺酸钠没有进一步增强次氯酸钠溶液的稳定性。只有当氨基磺酸钠 / 次氯酸钠摩尔比大于 0.5 时, 氨基磺酸钠与次氯酸钠才能形成比较稳定的分子团, 氨基磺 酸才能作为稳定剂。后续实验中优选氨基磺酸钠 / 次氯酸钠摩尔比 0.53, 此时溶液中氨基 磺酸钠含量为 12.6。 0026 实施例 3 0027 向30氨基磺酸钠溶液147g(0.37mol)中, 加入30三聚磷酸钠溶液80g, 再加入 有效氯含量 10的工业次氯酸钠溶液 250g(0.70mol), 用 50氢氧化钠调整溶液碱度, 搅 说 明 书 CN 102502510 A 5 4/5 页 6 拌均匀后得到有效氯。
18、含量 5.0, 三聚磷酸钠含量 5.0, 游离碱含量分别为 0.5、 1.0、 2.0和5.0的次氯酸钠溶液样品液500g。 将其在25室温下放置, 定期取样测定溶液有 效氯含量和计算有效氯累积下降率见表 3。 0028 表 3 游离碱含量对次氯酸钠溶液稳定性影响 0029 0030 由以上结果可见, 当溶液游离碱含量 0.5时, 次氯酸钠溶液的稳定性较差 ; 当溶 液游离碱含量大于 2.0时, 次氯酸钠溶液的稳定性提高。次氯酸钠溶液在低碱度下, 溶液 中存在一部分次氯酸, 氨基磺酸钠不易和次氯酸形成分子团, 次氯酸活性高于次氯酸钠, 容 易自发分解放出氧气, 进一步促使次氯酸钠生成次氯酸和自。
19、发分解。 0031 5.0次氯酸钠溶液游离碱含量 2.0, 对应 pH 值 13-13.5, 次氯酸钠溶液使用时 需要稀释 10 倍以上, 次氯酸钠稀溶液 pH 值 11-12, 不影响杀菌和漂白效率。 0032 实施例 4 0033 将优化条件下制备的次氯酸钠溶液样品和对照品分成二份装在四个棕色玻璃瓶 中, 一份在 25室温贮存, 贮存过程中避光保存, 期间未打开密封 ; 另一份受自然光照射, 每天取样测定, 样品溶液和对照品溶液的有效氯下降率见表 4。 0034 表 4 光照对次氯酸钠溶液稳定性影响 0035 0036 加入氨基磺酸稳定剂的次氯酸钠溶液样品, 在自然光照射和避光条件下贮存 。
20、14 天后, 有效氯下降率相差不大。 未加稳定剂的对照样品, 在自然光照射和避光条件下贮存14 天后, 有效氯下降率相差很大。 次氯酸钠溶液光照后易分解放出氧气, 氨基磺酸钠与次氯酸 钠形成分子团后光稳定性明显增强。 0037 实施例 5 0038 将优化条件下制备的氯酸钠溶液样品和对照品贮存在 54恒温箱中, 进行稳定性 快速评价试验, 定期取样测定溶液中有效氯含量和计算有效氯累积下降率见表 5。 0039 表 5 54恒温条件下次氯酸钠溶液的稳定性 0040 说 明 书 CN 102502510 A 6 5/5 页 7 0041 氨基磺酸稳定剂对提高次氯酸钠溶液高温贮存稳定性效果显著, 54恒温条件下 贮存 14 天有效氯下降率仅 12.6, 而无稳定剂的对照品有效氯下降率达 85.3。因含氨 基磺酸稳定剂的次氯酸钠溶液样品有效氯下降率 15, 推定贮存有效期可达十二个月。 说 明 书 CN 102502510 A 7 。