CN111493086A - 一种能杀灭冠状病毒的酸性氧化电位水溶液、其生产装置、生产工艺和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能杀灭冠状病毒的酸性氧化电位水溶液、其生产装置、生产工艺和用途；本发明在离子膜电催化反应器中，在温和条件下、集反应与分离为一体偶对合成羟基自由基活性氧化电位水溶液和氧气；羟基自由基活性氧化电位水溶液与食品添加剂、表面活性剂协同反应，生成带有过氧基团的强氧化性物质；本发明利用所述强氧化性物质的高级氧化特性破坏病原微生物的蛋白质、酶和核酸，最终导致病毒和病原微生物的死亡。
Description
技术领域
本发明涉及消毒剂领域，特别涉及一种酸性氧化电位水溶液、特别是一种能杀灭冠状病毒的酸性氧化电位水溶液，其生产装置、生产工艺和用途。，
背景技术
冠状病毒是一个大型病毒家族，已知可引起感冒以及中东呼吸综合征(MERS)和严重急性呼吸综合征(SARS)等较严重疾病，新型冠状病毒(2019-nCoV)主要的传播途径包括呼吸道飞沫传播和接触传播。有越来越多的证据表明新型冠状病毒也可能借助气溶胶传播和粪-口传播等传播途径进行传播。
针对新型冠状病毒(2019-nCoV)的传播途径，使用消毒剂进行消杀处理是隔断病毒传播的途径之一。
现有技术中，常见的消毒剂是含氯类型消毒剂，其消毒性能良好，但氯气味大；研究证明，加入次氯酸盐，会产生三氯甲烷，二噁英等有机氯化合物，对人类有致癌作用，其慢性中毒主要表现在呕吐、消化不良、食欲不振、虚弱、严重出现精神失常。慢性过量暴露能引起肝、肾、和心脏的损害。由于需要大规模使用消毒剂，因此含氯类型消毒剂由于存在的上述弊端并不适合。
本发明的目的在于提供一种新型的消毒剂，一方面具有良好的消毒抗菌性能，可消除臭味异味，并具有无毒、对皮肤无刺激性。第二方面要符合国家环保要求，对环境友好，有可持续发展前景的产品。第三方面要有广泛的市场，要能满足人们目益提高生活质量的要求。
发明内容
本发明针对现有技术中消毒剂在大规模使用时存在的不足之处，提出一种新型消毒剂，特别是一种酸性氧化电位水溶液，并提出了其生产装置、生产工艺以及用途。
本发明利用国际上燃料电池的前沿技术制备高效电催化膜电极，在离子膜电催化反应器中，在温和条件下、集反应与分离为一体偶对合成羟基自由基活性氧化电位水溶液(即氧化电位水溶液)和氧气。羟基自由基活性氧化电位水溶液与食品添加剂(例如柠檬酸、醋酸等)、表面活性剂(例如磺酸盐类表面活性剂)协同反应，生成带有过氧基团的强氧化性物质(即酸性氧化电位水溶液)。利用所述强氧化性物质的高级氧化特性破坏病原微生物的蛋白质、酶和核酸，最终导致病原微生物的死亡。
本发明的第一个方面，公开了一种酸性氧化电位水溶液，包括，羟基自由基活性氧电位水溶液(即氧化电位水溶液)和柠檬酸或醋酸。
优选的，所述的柠檬酸为食品级柠檬酸。
优选的，所述的醋酸为食品级醋酸。
优选的，所述的一种酸性氧化电位水溶液，还包括表面活性剂。
优选的，所述表面活性剂是磺酸盐类表面活性剂；特别是石油磺酸盐、烷基苯基磺酸盐、链烃磺酸盐或脂肪酸(酯)磺酸盐中的一种或任意组合。
优选的，所述的一种酸性氧化电位水溶液不含氯。
本发明的第二个方面，公开了一种酸性氧化电位水溶液的生产装置，包括，氧化电位水溶液制备装置、配置搅拌釜和罐装设备；
其中，所述的氧化电位水溶液制备装置包括离子膜电催化反应器以及与其连接的空气净化***、软化水***、电解质***以及电源；所述的离子膜电催化反应器通过电化学反应生成氧化电位水溶液，包括阳极电极、阳极室、阴极电极、阴极室，以及隔开阳极室、阴极室的阳离子交换膜。
所述的氧化电位水溶液和柠檬酸或醋酸在配置搅拌釜内配置成酸性氧化电位水溶液，通过罐装设备罐装后得到成品。
优选的，所述的空气净化***包括风机、空气缓冲罐和空气净化塔；其中，风机出风口连接空气缓冲罐进风口，空气缓冲罐出风口连接空气净化塔进风口，空气净化塔出风口连接离子膜电催化反应器。
优选的，所述的软化水***包括软化水柱和软化水储罐，所述的软化水柱的进水口连接水源(例如自来水接口)，软化水柱出水口连接软化水储罐进水口，软化水储罐的出水口连接离子膜电催化反应器。
优选的，所述的电解质***包括浓碱罐和稀释罐，所述的浓碱罐的出碱液口连接稀释罐的进碱液口，稀释罐还设置有稀释水进水口，稀释罐的出碱液口连接离子膜电催化反应器。
优选的，所述的电源为直流电源。
优选的，所述的离子膜电催化反应器所需原料为空气、水、电解质溶液(优选为，氢氧化钠、氢氧化钾或二者组合)，在直流电供电后生成氧化电位水溶液。电化学反应在低温(优选为40℃)、低压 (优选为0.03MPa)条件下进行。
电解时，在电场作用，Na+或K+从一个固定负电荷向下一个负电荷迁移，从电解槽的阳极室以这种方式透过离子膜进入阴极室。阴极中氧在电场和催化剂作用下还原成OH2-离子；其中所述的阳离子交换膜对OH-具有排斥作用，使之不能通过交换膜到达阴极反应区。
电化学反应式为：
阳极反应：2OH-→H2O+1/2O2+2e
阴极反应：H2O+O2+2e→HO2 -+OH-
总反应：OH-+1/2O2→HO2 -
本发明的第三个方面，公开了一种酸性氧化电位水溶液的生产工艺，包括如下步骤，
步骤(1)，空气自风机入空气缓冲罐，经空气净化塔后进入电催化膜反应器；
步骤(2)，自来水经软化水柱进入软化水储罐后进入电催化膜反应器；
步骤(3)，来自浓碱罐的碱液在稀释罐中稀释后进入电催化膜反应器；
步骤(4)，开启电源，离子膜电催化反应器电解产生氧化电位水溶液，经冷却器冷却后进入药剂贮罐；
步骤(5)，将药剂贮罐的氧化电位水溶液以及柠檬酸或醋酸通入配置搅拌罐，并在配置搅拌罐搅拌均匀，通过罐装设备罐装得到酸性氧化电位水溶液。
优选的，所述的一种酸性氧化电位水溶液，还包括向配置搅拌罐加入表面活性剂。所述的表面活性剂优选为磺酸盐类表面活性剂。
本发明的第四个方面，公开了一种酸性氧化电位水溶液的用途，用于空气和物体表面消毒净化。特别是用于冠状病毒，尤其是新型冠状病毒(2019-nCoV)的灭杀。
本发明取得了显著的技术效果。
本发明的产品不含氯，作用后生成氧气和水，具有稳定，无毒、无味，使用后消除了现有技术中含氯消毒剂导致的有机氯化合物的污染问题；对皮肤无明显刺激性，消毒与灭菌效果好，可消除异味。本发明在制备过程中没有任何废水、废气、烟尘、粉尘和废渣排放；所用空气是由风机供给，所产生噪音，经过处理已经达到GB3096-2008 规定的标准。
附图说明
图1是本发明的离子膜电催化反应器电解原理的示意图。
图2是本发明的酸性氧化电位水溶液的生产装置的示意图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例和附图对本发明的技术方案进行进一步的详细说明。
实施例1
一种酸性氧化电位水溶液的生产装置，包括，氧化电位水溶液制备装置、配置搅拌釜和罐装设备；
其中，所述的氧化电位水溶液制备装置包括离子膜电催化反应器以及与其连接的空气净化***、软化水***、电解质***以及电源；所述的离子膜电催化反应器通过电化学反应生成氧化电位水溶液，包括阳极电极、阳极室、阴极电极、阴极室，以及隔开阳极室、阴极室的阳离子交换膜。
所述的氧化电位水溶液和柠檬酸或醋酸在配置搅拌釜内配置成酸性氧化电位水溶液，通过罐装设备罐装后得到成品。
其中，所述的空气净化***包括风机、空气缓冲罐和空气净化塔；其中，风机出风口连接空气缓冲罐进风口，空气缓冲罐出风口连接空气净化塔进风口，空气净化塔出风口连接离子膜电催化反应器。
其中，所述的软化水***包括软化水柱和软化水储罐，所述的软化水柱的进水口连接水源(例如自来水接口)，软化水柱出水口连接软化水储罐进水口，软化水储罐的出水口连接离子膜电催化反应器。
其中，所述的电解质***包括浓碱罐和稀释罐，所述的浓碱罐的出碱液口连接稀释罐的进碱液口，稀释罐还设置有稀释水进水口，稀释罐的出碱液口连接离子膜电催化反应器。
其中，所述的电源为直流电源。
其中，所述的离子膜电催化反应器所需原料为空气、水、电解质溶液(优选为，氢氧化钠、氢氧化钾或二者组合)，在直流电供电后生成氧化电位水溶液。电化学反应在低温(优选为40℃)、低压(优选为0.03MPa)条件下进行。
电解时，在电场作用，Na+或K+从一个固定负电荷向下一个负电荷迁移，从电解槽的阳极室以这种方式透过离子膜进入阴极室。阴极中氧在电场和催化剂作用下还原成OH2-离子；其中所述的阳离子交换膜对OH-具有排斥作用，使之不能通过交换膜到达阴极反应区。
电化学反应式为：
阳极反应：2OH-→H2O+1/2O2+2e
阴极反应：H2O+O2+2e→HO2 -+OH-
总反应：OH-+1/2O2→HO2 -
实施例2
使用实施例1的装置生产酸性氧化电位水溶液的工艺，包括如下步骤，
步骤(1)，空气自风机入空气缓冲罐，经空气净化塔后进入电催化膜反应器；
步骤(2)，自来水经软化水柱进入软化水储罐后进入电催化膜反应器；
步骤(3)，来自浓碱罐的碱液在稀释罐中稀释后进入电催化膜反应器；
步骤(4)，开启电源，离子膜电催化反应器电解产生氧化电位水溶液，经冷却器冷却后进入药剂贮罐；
步骤(5)，将药剂贮罐的氧化电位水溶液以及柠檬酸或醋酸通入配置搅拌罐，并在配置搅拌罐搅拌均匀，通过罐装设备罐装得到酸性氧化电位水溶液。
其中，还向配置搅拌罐加入表面活性剂。
实施例3
将实施例2的酸性氧化电位水溶液进行测试。
每立方米喷雾2-3毫升酸性氧化电位水溶液，15分钟对金黄色葡萄球菌的杀灭率达到97.87％，30分钟达到99.96％。
实施例4
将实施例2的酸性氧化电位水溶液进行测试。
每立方米喷雾2-3毫升酸性氧化电位水溶液，30分钟对白色念珠菌的杀灭率达到94.45％，45分钟达到99.92％。
实施例5
将实施例2的酸性氧化电位水溶液进行测试。
将酸性氧化电位水溶液在54℃水浴箱内放置15天后，喷药2.78 克，对金黄色葡萄球菌60分钟的杀灭率仍然可达到99.9％。
实施例6
将实施例2的酸性氧化电位水溶液进行测试。
中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所检测，酸性氧化电位水溶液浓度稀释100倍，在室温中作用时间2小时，可以杀灭100％的SARS冠状病毒。
实施例7
将实施例2的酸性氧化电位水溶液进行测试。
酸性氧化电位水溶液稀释50倍条件下在湖北武汉协和医院西院(新冠肺炎定点医院)，医务人员穿戴的防护服上面贴挂八片毛玻璃片，在ICU病房里抢救重患病人穿戴工作走动6小时，脱下防护服后，用酸性氧化电位水溶液距离0.5米喷雾消杀，作用15-20分钟后镜检，对比未喷施药剂的毛玻璃样品，对新冠病毒菌的杀灭率达到 100％。
Claims (10)
1.一种酸性氧化电位水溶液，其特征在于，包括，即氧化电位水溶液和柠檬酸或醋酸。
2.根据权利要求1所述的一种酸性氧化电位水溶液，其特征在于，所述的柠檬酸为食品级柠檬酸；所述的醋酸为食品级醋酸。
3.根据权利要求1或2所述的一种酸性氧化电位水溶液，其特征在于，所述的酸性氧化电位水溶液还包括表面活性剂。
4.一种酸性氧化电位水溶液的生产装置，其特征在于，包括，氧化电位水溶液制备装置、配置搅拌釜和罐装设备；
其中，所述的氧化电位水溶液制备装置包括离子膜电催化反应器以及与其连接的空气净化***、软化水***、电解质***以及电源；
所述的离子膜电催化反应器通过电化学反应生成氧化电位水溶液，包括阳极电极、阳极室、阴极电极、阴极室，以及隔开阳极室、阴极室的阳离子交换膜；
所述的氧化电位水溶液和柠檬酸或醋酸在配置搅拌釜内配置成酸性氧化电位水溶液，通过罐装设备罐装后得到成品。
5.根据权利要求4所述的一种酸性氧化电位水溶液的生产装置，其特征在于，所述的空气净化***包括风机、空气缓冲罐和空气净化塔；其中，风机出风口连接空气缓冲罐进风口，空气缓冲罐出风口连接空气净化塔进风口，空气净化塔出风口连接离子膜电催化反应器。
6.根据权利要求4所述的一种酸性氧化电位水溶液的生产装置，其特征在于，所述的软化水***包括软化水柱和软化水储罐，所述的软化水柱的进水口连接水源，软化水柱出水口连接软化水储罐进水口，软化水储罐的出水口连接离子膜电催化反应器。
7.根据权利要求4所述的一种酸性氧化电位水溶液的生产装置，其特征在于，所述的电解质***包括浓碱罐和稀释罐，所述的浓碱罐的出碱液口连接稀释罐的进碱液口，稀释罐还设置有稀释水进水口，稀释罐的出碱液口连接离子膜电催化反应器。
8.根据权利要求4所述的一种酸性氧化电位水溶液的生产装置，其特征在于，所述的电源为直流电源。
9.一种酸性氧化电位水溶液的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤，
步骤(1)，空气自风机入空气缓冲罐，经空气净化塔后进入电催化膜反应器；
步骤(2)，自来水经软化水柱进入软化水储罐后进入电催化膜反应器；
步骤(3)，来自浓碱罐的碱液在稀释罐中稀释后进入电催化膜反应器；
步骤(4)，开启电源，离子膜电催化反应器电解产生氧化电位水溶液，经冷却器冷却后进入药剂贮罐；
步骤(5)，将药剂贮罐的氧化电位水溶液以及柠檬酸或醋酸通入配置搅拌罐，并在配置搅拌罐搅拌均匀，通过罐装设备罐装得到酸性氧化电位水溶液。
10.权利要求1-4任一所述的酸性氧化电位水溶液或者权利要求9所述的生产工艺生产的酸性氧化电位水溶液的用途，其特征在于，用于空气和物体表面消毒净化。
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