CN111264556A - 一种二氧化氯空气消毒用凝胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种二氧化氯空气消毒用凝胶及其制备方法，属于杀菌杀病毒消毒剂技术领域。其包括质量浓度为1800‑2500ppm的二氧化氯近饱和溶液和凝胶基液。将二氧化氯近饱和溶液与凝胶基液充分混合后制备得到二氧化氯空气消毒用凝胶。本发明制备所得二氧化氯空气消毒用凝胶兼有除臭、除异味作用。二氧化氯从凝胶中逃逸、主动散发、游离到空间里，与空气中的微生物接触，破坏其蛋白质，DNA、RNA的功能，达到对房间、汽车、火车内等有限空间进行消毒的目的。

Description

一种二氧化氯空气消毒用凝胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种二氧化氯空气消毒用凝胶及其制备方法，属于杀菌杀病毒消毒剂技术领域。
背景技术
日常生活中，来自雾霾、喷嚏、咳嗽产生的气溶胶和唾沫星沾染了致病微生物(细菌、病毒、衣原体、真菌、芽孢等)的微粒、尘埃等在空气中漂浮和移动，导致了人类疾病、传染病，尤其是对于借助空气流动、中央空调及新风***转播的侵害鼻腔、口腔、眼睛等暴露性黏膜的致病病毒、致病菌，则更可能造成严重疫情，影响人们的工作、学习、生活，甚至危及人类生命。所以，对于空气、空间的日常消毒很重要。在特定时期，对空气消毒更是降低疾病传播的有效手段。通常用作空气、空间消毒的手段很有限，用紫外线照射、臭氧消毒空间时，需要在无人员存在的情况下进行，并且耗时长。次氯酸钠溶液消毒仅能对于环境地面、物品的表面消毒，长期大量使用，造成氯化物对环境的污染；环氧乙烷有毒，消毒使用受到限制；70％-90％浓度的乙醇也仅用于表面消毒，且消毒效果有限(消毒效果与乙醇浓度密切相关，用于空气消毒浪费且难以达到理想浓度)；碘伏、双氧水的消毒效果佳，但是用于空气消毒受限于其本身理化性能。最近报道有将双氧水通过雾化手段用于空气消毒。
二氧化氯作为高效的杀菌杀病毒消毒剂，由于其卓越的氧化性能、杀菌效果和散发到空气中的理化性能，被国内外疾病控制机构广泛推荐作为广谱消毒剂，甚至用于太空舱的消毒。常用的产品为使用时需要临时配制的双剂产品，一般由用亚氯酸钠制成的A剂和用酸化剂制成的B剂组成。用水作溶剂将AB剂混合，通过反应得到二氧化氯气体，此法受多因素影响，二氧化氯的生成量少而不稳定，产生的废料多而影响环境，与次氯酸钠消毒剂一样，产生的氯化物对环境产生污染。将二氧化氯气体溶解于水中制成的水溶液，即时释放快，对空间、空气消毒效果理想，但持久性差。对于空间中空气流动、人员出入、中央空调新风***等动态过程，缺乏动态的、持久的、可靠的、安全的消毒产品。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种二氧化氯空气消毒用凝胶及其制备方法，制备得到的凝胶依照释放速率与时间曲线实验对照，具有动态、缓释二氧化氯气体的效果。
本发明的技术方案，一种二氧化氯空气消毒用凝胶，包括质量浓度为1800-2500ppm的二氧化氯近饱和溶液和凝胶基液。
进一步地，配方比例按重量份计具体包括二氧化氯近饱和溶液15-45份，聚乙烯吡咯烷酮0.3-5份，羟乙基纤维素0.1-2份，药用甘油5-10份，乙二胺四乙酸二钠0.020-0.25份和纯化水30-70份。
二氧化氯空气消毒用凝胶的制备方法，按重量份计步骤如下：
(1)二氧化氯近饱和溶液的配置：使用纯二氧化氯气体溶解在水中得到质量浓度在1800-2500ppm的二氧化氯近饱和溶液；
(2)乙二胺四乙酸二钠溶液的配置：将0.020-0.25份乙二胺四乙酸二钠溶解于30-70份纯化水中，加热到95-100℃，维持30min，放置冷却至室温，配置得到乙二胺四乙酸二钠溶液；
(3)凝胶基液的配置：取步骤(2)所得乙二胺四乙酸二钠溶液总量的一半，加入0.1-2份羟乙基纤维素，搅拌并分散完全，将5-10份药用甘油加入并搅拌均匀得混合液A；取剩余的乙二胺四乙酸二钠溶液溶液，加入0.3-5份聚乙烯吡咯烷酮，搅拌使之完全溶解，得混合液B；将所得混合液A和混合液B进行混合，并搅拌均匀，得凝胶基液；
(4)复配：将步骤(1)制备所得二氧化氯近饱和溶液15-45份加入到步骤(3)配置所得凝胶基液中，用慢速搅拌至均匀，即得二氧化氯空气消毒用凝胶。
进一步地，步骤(4)中，采用20-30r/min的速度搅拌4-6min，得到二氧化氯空气消毒用凝胶。
本发明制备所得二氧化氯空气消毒用凝胶应密闭、避光、阴凉保存。
二氧化氯是目前国内外疾病控制机构推荐的高效消毒剂，可以以极低浓度甚至0.1ppm在水、空气中快速杀灭细菌、病毒、真菌、芽孢，试验表明对于流感病毒、冠状病毒，以及难以杀灭的乙肝病毒都有效，杀灭作用主要依靠其强大的氧化作用，作用于微生物的蛋白质、DNA、RNA，使之失去活性功能，达到消毒目的，使用量小，消毒效果好而迅速。
本发明使用了即时释放的二氧化氯饱和溶液含纯二氧化氯质量浓度为1800-2500ppm。作为空气消毒剂，除了能够快速杀灭空间环境、空气中的微生物，还需要长时间保持消毒效果，尤其是人员流动场所、学校、幼儿园等公共场所，所有本发明就根据使用特点，制成缓慢释放、维持空间不断有微量二氧化氯补充的二氧化氯空气消毒用凝胶。
可以将本发明的二氧化氯空气消毒用凝胶加入到有自吸散发纤维棒装置的香氛、香薰瓶或盒中，摆放在汽车、房间环境中依靠二氧化氯的自然逃逸，主动散发到空气中进行消毒杀菌；也可以加到喷雾瓶、超声波雾化器中依靠动力剪切将本发明的二氧化氯空气消毒用凝胶发散成细微雾滴、气溶胶与空气中微生物发生氧化反应，灭活微生物。
本发明制备得到的二氧化氯空气消毒用凝胶可以放置于带有自吸散发纤维棒装置的香氛、香薰瓶或盒中，二氧化氯从凝胶中逃逸、主动散发、游离到空间里，与空气中的微生物接触，破坏其蛋白质，DNA、RNA的功能，达到对房间、汽车、火车内等有限空间进行消毒的目的。
还可以将二氧化氯空气消毒用凝胶放入喷雾瓶或超声波雾化器中，利用超声波振动、喷射等外力剪切将本发明的二氧化氯空气消毒用凝胶变成细微雾滴、气溶胶，更快的与微生物接触，将之蛋白质、DNA、RNA氧化至变性失活，达到消毒目的。试验表明，本发明的二氧化氯空气消毒用凝胶在环境温度15-20℃时，可以维持释放5-7天。
本发明的二氧化氯空气消毒用凝胶有以下优点：
快速高效：二氧化氯具有强大的氧化作用，在0.1ppm极低浓度时即可在一分钟快速杀灭空气中微生物。
安全无毒：空气中释放浓度在0.1-1ppm即可达到理想效果，低剂量无毒。空气中微量的二氧化氯经光照分解成氯和氧。
广谱：二氧化氯对细胞壁有很强的吸附和穿透力，氧化蛋白质、含巰基的氨基酸、含巰基的酶、DNA、RNA、病毒的蛋白质衣壳，阻止蛋白质合成。试验表明，对致病菌、病毒、真菌、芽孢都可以杀灭。文献表明二氧化氯对SARS、冠状病毒、肠病毒、轮状病毒、HIV、单纯疱疹病毒、鼻病毒、甲乙丙型肝炎病毒、流感病毒、禽流感病毒、呼吸道合胞病毒、水痘、埃博拉病毒、腺病毒、***瘤病毒、青霉素耐药菌、耐药性绿脓杆菌都有很好的杀灭作用。
除臭、除异味作用：使用时不受环境(温度、PH值、有机物等)影响；二氧化氯发生消毒、除臭作用后降解成二氧化碳、水、氯化钠。二氧化氯光照后逐步分解成氯和氧。
保护环境：大量使用高浓度含氯消毒剂如次氯酸钠，会致使环境中氯含量升高，对环境造成污染。本发明的二氧化氯空气消毒用凝胶使用低浓度二氧化氯，对环境影响轻微，是环境友好消毒剂。
本发明选用高分子材料聚乙烯吡咯烷酮和羟乙基纤维素配合制成凝胶，使发明物中二氧化氯既游离在水中，又分布在凝胶的高分子网状结构中，可以随浓度变化逐步释放到水中，再从水中自然逃逸、自动散发，达到缓慢释放。
对于实际的这类空气消毒剂，若表面结膜，则阻碍了二氧化氯的逃逸、释放。本发明选用的聚乙烯吡咯烷酮，羟乙基纤维素的水溶性极好，长时间放置时，表面不易结膜，不会阻碍二氧化氯的逃逸释放。加入药用甘油，协同配合保湿，防止凝胶表面失水结膜。
即使微量的铁、锰等金属离子也能催化二氧化氯发生氧化或分解反应，而使产品中二氧化氯浓度衰减降低消毒作用。所以，使用金属螯合剂乙二胺四乙酸二钠络合金属离子，减少金属离子对发明物稳定性的影响。
光、热、逃逸都是导致二氧化氯空气消毒用凝胶消毒效力降低的因素，所以本发明的二氧化氯空气消毒用凝胶密闭、避光、阴凉保存。
本发明的有益效果：本发明制备所得二氧化氯空气消毒用凝胶兼有除臭、除异味作用。二氧化氯从凝胶中逃逸、主动散发、游离到空间里，与空气中的微生物接触，破坏其蛋白质，DNA、RNA的功能，达到对房间、汽车、火车内等有限空间进行消毒的目的。
附图说明
图1是缓释效果示意图。
具体实施方式
以下实施例中即时释放二氧化氯水溶液由台湾注溢生化科技有限公司、广州中兰鼎辉材料科技有限公司等生产。采用的聚乙烯吡咯烷酮是江阴嘉丰化工有限公司生产的PVPK30、PVPK60、PVPK90。
实施侧1
(1)乙二胺四乙酸二钠溶液的配置：将0.025重量份的乙二胺四乙酸二钠溶解于30重量份纯化水中，加热到95-100℃，维持30分钟，放冷至室温，得乙二胺四乙酸二钠溶液。
(2)凝胶基液的配置：取上述乙二胺四乙酸二钠溶液总量的一半，加入0.2重量份羟乙基纤维素，搅拌并分散至完全，加入5重量份药用甘油，搅拌均匀，得混合液A。
取剩余(总量另一半)乙二胺四乙酸二钠溶液，加入0.5重量份的聚乙烯吡咯烷酮，搅拌使之完全分散溶解，得混合液B。混和混合液A和B，搅拌至混合充分，得凝胶基液。
(3)复配：将20重量份的含二氧化氯质量浓度为1800ppm的即时释放二氧化氯水溶液在慢速搅拌下，加入到上述凝胶基液中，搅拌5分钟后，即得本发明的二氧化氯空气消毒用凝胶。
实施例2
(1)乙二胺四乙酸二钠溶液的配置：将0.12重量份的乙二胺四乙酸二钠溶解于50重量份纯化水中，加热到95-100℃，维持30分钟，放冷至室温，得乙二胺四乙酸二钠溶液。
(2)凝胶基液的配置：取上述乙二胺四乙酸二钠溶液总量的一半，加入0.5重量份羟乙基纤维素，搅拌并分散至完全，加入6.5重量份药用甘油，搅拌均匀，得混合液A。
取剩余(总量另一半)乙二胺四乙酸二钠溶液，加入3重量份的聚乙烯吡咯烷酮，搅拌使之完全分散溶解，得混合液B。混和混合液A和B，搅拌至混合充分，得凝胶基液。
(3)复配：将35重量份的含二氧化氯质量浓度为2500ppm的即时释放二氧化氯水溶液在慢速搅拌下，加入到上述凝胶基液中，搅拌5分钟后，即得本发明的二氧化氯空气消毒用凝胶。
实施例3
(1)乙二胺四乙酸二钠溶液的配置：将0.2重量份的乙二胺四乙酸二钠溶解于70重量份纯化水中，加热到95-100℃，维持30分钟，放冷至室温，得乙二胺四乙酸二钠溶液。
(2)凝胶基液的配置：取上述乙二胺四乙酸二钠溶液总量的一半，加入2.5重量份羟乙基纤维素，搅拌并分散至完全，加入9.5重量份药用甘油，搅拌均匀，得混合液A。
取剩余(总量另一半)乙二胺四乙酸二钠溶液，加入4.5重量份的聚乙烯吡咯烷酮，搅拌使之完全分散溶解，得混合液B。混和混合液A和B，搅拌至混合充分，得凝胶基液。
(3)复配：将45重量份的含二氧化氯质量浓度为2300ppm的即时释放二氧化氯水溶液在慢速搅拌下，加入到上述凝胶基液中，搅拌5分钟后，即得本发明的二氧化氯空气消毒用凝胶。
应用实施例1缓释效果试验
采用实施例1制备所得二氧化氯空气消毒用凝胶进行缓释效果试验。
由于产品使用后空气中游离二氧化氯浓度很低，暂时无合适方法直接测定空气中二氧化氯的浓度，设计测定产品开始消毒后的剩余二氧化氯浓度间接反映二氧化氯空气消毒用凝胶的缓释效果。
试验时使用凝胶基液作空白对照，取装有100mL二氧化氯空气消毒用凝胶的带自吸纤维棒装置的香氛瓶20个，随机以2瓶为一组编号1-10分别对应24h、48h、直至240h等10个时间点后，置于1m3实验箱中，打开瓶盖，开始计时，以24小时间隔对应时间点取一组2瓶分别定量取样检测。
测定仪器为德国制造ProMinent分光光度计，型号DULCOTEST DTIPHOTOMETER。按每天同一时刻，取对应时间那一组2瓶各取样1mL，用纯净水稀释10倍，对照样品取凝胶基液1mL，用纯化水稀释10倍，分别加入测量杯中检测，读取数据，与产品原始浓度进行比较，计算出浓度降低百分率。
实验室环境温度15-20℃，湿度55-75％。
具体结果如表1所示，对应如图1所示。
表1
时间/h 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240
降低率％ 90.2 79.4 70.1 60.5 51.2 43.6 36.8 29.0 22.7 16.2
释放率％ 9.8 10.8 9.3 10.4 9.2 7.6 6.8 7.8 6.3 6.5
应用实施例2静态消毒实验
取100mL实施例1制备所得二氧化氯空气消毒用凝胶的带自吸纤维棒装置的香氛瓶1个，置于1m3的试验箱中，打开香氛瓶盖子，开始计算时间，用平板自然沉降法按消毒抑菌试验规范(2002年标准)试验，按30min、1h、4h、8h、16h、24h时间点试验，计算对空气自然菌的抑菌率；直径9cm平皿，放置5分钟。具体结果如表2所示。
表2
时间 30分钟 1小时 4小时 8小时 16小时 24小时
抑菌率％ 99.9 99.9 99.9 99.99 99.99 99.99
检查结果未检测到金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌。
应用实施例3
试验条件：30m3房间，窗户关闭，每次放样取样后均关门，环境温度15-20℃，湿度55-75％，无强制排风(停用空调、电风扇等)。按对角线放置，AC对角线等距离在离地高度1米架子上放置2个100mL自吸纤维棒香氛瓶，打开瓶盖。抑菌实验时在BD对角线上按等距离在离地高度1米架子上分别放置三个直径9cm的平皿，按消毒抑菌试验规范(2002年版标准)试验。培养后测定三个平皿菌落数，计数平均后，计算抑菌率。具体结果如表3所示。
表3
时间/小时 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240
抑菌率％ 97.5 98.2 97.7 98.5 98.4 97.7 97.4 98.0 96.8 97.6
对比静态消毒试验，抑菌率有所下降，空气流动、人员进入等因素可能影响抑菌效果。

Claims (4)

1.一种二氧化氯空气消毒用凝胶，其特征是：包括质量浓度为1800-2500ppm的二氧化氯近饱和溶液和凝胶基液。
2.如权利要求1所述二氧化氯空气消毒用凝胶，其特征是配方比例按重量份计具体包括二氧化氯近饱和溶液15-45份，聚乙烯吡咯烷酮0.3-5份，羟乙基纤维素0.1-2份，药用甘油5-10份，乙二胺四乙酸二钠0.020-0.25份和纯化水30-70份。
3.二氧化氯空气消毒用凝胶的制备方法，其特征是按重量份计步骤如下：
（1）二氧化氯近饱和溶液的配置：使用纯二氧化氯气体溶解在水中得到质量浓度在1800-2500ppm的二氧化氯近饱和溶液；
（2）乙二胺四乙酸二钠溶液的配置：将0.020-0.25份乙二胺四乙酸二钠溶解于30-70份纯化水中，加热到95-100℃，维持30min，放置冷却至室温，配置得到乙二胺四乙酸二钠溶液；
（3）凝胶基液的配置：取步骤（2）所得乙二胺四乙酸二钠溶液总量的一半，加入0.1-2份羟乙基纤维素，搅拌并分散完全，将5-10份药用甘油加入并搅拌均匀得混合液A；取剩余的乙二胺四乙酸二钠溶液溶液，加入0.3-5份聚乙烯吡咯烷酮，搅拌使之完全溶解，得混合液B；将所得混合液A和混合液B进行混合，并搅拌均匀，得凝胶基液；
（4）复配：将步骤（1）制备所得二氧化氯近饱和溶液15-45份加入到步骤（3）配置所得凝胶基液中，用慢速搅拌至均匀，即得二氧化氯空气消毒用凝胶。
4.如权利要求3所述二氧化氯空气消毒用凝胶的制备方法，其特征是：步骤（4）中，采用20-30r/min的速度搅拌4-6min，得到二氧化氯空气消毒用凝胶。
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