专利名称：：一种除化学毒剂的粉末状复合解毒剂的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种粉末状复合材料及其制备方法，尤其涉及一种具有解毒作用的复合材料及其制备方法。
背景技术：
：现代工业的发展，尤其是现代化学工业的发展给人们带来了巨大的财富，同时也给人们生活以及环境带来了较高的污染风险，农药、化学品通过多种方式污染环境。另外，美国"9*11"事件之后，化学恐怖袭击已成为国际安全的现实威胁。战时，武器可以对制药厂、化工厂、化学品仓库等造成破坏；平时，自然灾害和意外事故可以造成严重的化学性伤害事件，如化工厂有毒物质泄漏、有毒化学品运输过程中泄漏，以及近年来全国各地相继发生的战时遗留化学武器泄漏事件等，这些都会对人员造成直接伤害，并造成次生化学灾害，严重威胁人民生命财产安全。针对这些可能出现的化学毒剂污染问题，研究者利用当今出现的新材料、新技术、新工艺，不断开发研究新型解毒剂。人们利用活性炭比表面积大、吸附性能好来制作解毒剂，如《环境污染治理技术与设备》第3巻第12期，报道了用活性炭吸附化学毒剂沙林染毒水的研究，表明在水处理工艺中，活性炭可以作为一级处理单元。但活性炭解毒大多为物理吸附，在一定条件下会出现解吸现象，容易造成二次污染。吸附树脂也是一种吸附性能很好的材料，中国专利200610013224.1利用吸附树脂法去除天然产物提取物中的农药残留，可使残留农药的去除率超过99%;中国专利200610038529.8采用双功能树脂处理含甲苯胺废水，可使得甲苯胺回收率大于80%;中国专利200710021456.6采用树脂吸附法解除废水中甲垸氯化物生物毒性，可以使废水中甲垸氯化物的浓度达到国家级排放标准。为了提高解毒效果，反应型解毒剂成为改进性研究的主要方向。《物理化学学报》第20巻第3期对纳米二氧化钛光催化降解芥子气模拟剂2-氯乙基乙基硫醚进行了机理探讨；《环境科学》第26巻第3期，对纳米二氧化钛进行改性来光催化降解芥子气模拟剂2-氯乙基乙基硫醚，研究表明S042—酸化改性，有利于提高纳米二氧化钛的光催化性能。另外，人们也进行了一些复合材料方面的研究，如中国专利200510024794.6制备了载Ti"羟基磷灰石纳米粉体材料，并用作吸附消毒材料，在普通日光和紫外光下可以灭活细菌并可以降解有机污染物；中国专利200610047105.8制备了负载钛系催化剂的活性炭，可以用来快速富集并降解环境空气、水及废水中微量有机污染物；中国专利200510049369.2介绍了一种活性炭负载二氧化钛光催化剂，能有效降解有机污染物。二氧化氯是一种强氧化剂，中国专利200510053608.l制备了一种粉末状二氧化氯消毒剂，该材料可以直接使用或包装使用，主要用于杀灭病毒，如致病微生物、真菌及病毒，特别是生物战中的致病微生物、真菌及病毒；中国专利200480013564.3以过氧化氢与氨气混合蒸汽来处理V型、H型和G型化学战剂和病原体、生物毒素、孢子、蛋白感染素、脂肪-c等，但这种蒸汽处理使用操作均很不便。化学解毒主要是使用解毒剂消除水、空气及感染面的化学危害，目前用于感染面解毒的解毒剂主要有3大类——以高比表面和高吸附性为机理的活性炭、活性白土，以氯化、氧化为消毒机理的次氯酸盐和有机氯胺，以碱性消除和碱性水解为消毒机理的有机超碱体系和苛性碱。这些解毒剂中活性炭、活性白土主要是物理吸附，容易解吸造成二次污染；而其他的解毒剂大多为液体，在洗消效果上都能满足应急洗消的要求，但携带不便，在性能上存在对金属物体腐蚀性强，对人体皮肤伤害大的缺点，同时也会对环境产生一定的污染和毒副作用。因此，在使用上受到一定的限制。
发明内容为克服现有技术的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种固体粉末状复合型解毒剂，解毒效果好，携带使用方便，不仅能有效去除固体表面沾染的化学毒剂，不会对物体表面或人体皮肤造成伤害，而且还能有效去除水中的化学毒剂。本发明的粉末状复合解毒剂由活性炭、离子交换树脂及纳米氧化镁复合而成，通过活性炭吸附、离子交换树脂吸附交换、纳米氧化镁催化降解的复合作用，去除化学毒剂污染物。活性炭为粉末状，质量百分含量在10.0%80.0%之间，最好在20.0%60.0%之间，其粒径10Um150um,最好在30um100ym之间，比表面积在600m7g1500m7g之间，最好900m2/g1500m7g之间。纳米氧化镁，粒径lnm20nm，最好为4nm15nm,比表面积10m2/g600m2/g，最好为50m7g600m7g，质量百分含量0.1%5.0%，最好在0.2%4.0%之间。离子交换树脂质量百分含量10.0%80.0%，最好在30.0%60.0%，包括阴离子交换树脂质量百分含量5.0%60.0%，最好在10.0%45.0%，其中，凝胶型和大孔型比例在0:1010:IO之间，最好在3:107:10之间；阳离子交换树脂质量百分含量5.0%60.0%，最好在10.0%40.0%，其中，大孔型和凝胶型比例在0:1010:10之间，最好在3:lO7:lO之间。本发明使用的离子交换树脂为粉末0状，粒径lOnm15Onm，最好在40践100nm。现有的解毒剂如活性炭、活性白土的比表面积大，吸附能力强，但主要是物理吸附，易于发生解吸造而成二次污染；纳米二氧化钛则主要受其光敏性的限制而不能得到广泛应用；采用活性炭与纳米二氧化钛复合也不能使其光敏性得到改善。而其他解毒剂大多是液体状，携带使用不便，在性能上存在对金属物体腐蚀性强，对人体皮肤伤害大，同时也会对环境产生一定的污染和毒副作用。4本发明的解毒剂的作用机理是，用活性炭高的吸附性能实现对化学毒剂的清除；添加适量纳米氧化镁成分，通过分子转移、表面羟基切割等原理对化学污染物实现催化降解，纳米尺度的氧化镁比表面积极大，表面离子数众多，由于表面大量Mg2+的诱导效应使很多化学毒剂污染物的中心元素如S、P带有部分电荷，毒剂分子结构变得不稳定，从而降解为小的片断，或由离子交换树脂吸附交换；通过凝胶型和大孔型离子交换树脂，阴、阳离子交换，吸附去除沾染的化学毒剂以及纳米氧化镁催化降解后的化学毒剂残留物小的片断，部分的小的片断也可以由活性炭吸附。离子交换树脂又有凝胶型和大孔型，凝胶型吸附交换速度快，选择性高，而大孔树脂主要是针对不适于凝胶型吸附交换的大分子，因而本发明在比例上选择凝胶型大于大孔型，同时很多毒剂分子经过诱导会带有部分正电荷，因而在解毒剂组成比例上选择阴离子交换树脂大于阳离子交换树脂。本发明的解毒剂具有以下的优点1.解毒剂为固体粉末状，携带使用方便；2.解毒剂没有腐蚀性，'对物体表面或人体皮肤不会造成伤害；3.解毒剂由活性炭、离子交换树脂及纳米氧化镁复合而成，通过活性炭吸附、离子交换树脂吸附交换、纳米氧化镁催化降解的复合作用，去除化学毒剂污染物。4.解毒剂用途广泛，既能去除液体中，又能去除固体表面化学毒剂。具体实施方式一、解毒剂的制备按比例称取一定量的活性炭、阴、阳离子交换树脂和纳米氧化镁，置于研钵中，充分混合均匀，制得复合型解毒剂。二、解毒剂作用方法1.物体感染面解毒。本解毒剂可以直接使用或是将一定量所述的复合型解毒剂装在一个袋中使用，通过擦拭物体感染面而解毒。2.液体解毒。本解毒剂可以直接使用或是将一定量所述的复合型解毒剂装在一个袋中使用，通过将解毒剂直接投入或装袋投入液体进行解毒。三、实施例实施例1解毒剂1#，其组成质量百分数为纳米氧化镁2.0%、阴离子交换树脂为强碱苯乙烯型阴树脂(201X7)40.0%，其中，大孔型和凝胶型比例为5:10、阳离子交换树脂为强酸苯乙烯型阳树脂(001X7)23.0%，其中，大孔型和凝胶型比例为5:1.0、活性炭35.0%。将0.lg解毒剂1#投加到100mL浓度为50mg/L的对氧磷水溶液中，在不同反应时间下，测试解毒效果，结果见表l。表1复合解毒剂1#对模拟化学毒剂对氧磷的解毒效果反应时间(min)02510153060120解毒率(％)085.4290.8191.6491.9693.5693.8794.552.实施例2解毒剂2弁，其组成质量百分数为纳米氧化镁、2.0%、阴离子交换树脂为强碱苯乙烯型阴树脂(201X7)35.0%，其中，大孔型和凝胶型比例为4:10、阳离子交换树脂20.0%，其中，大孔型和凝胶型比例为4:10、活性炭43.0%。-将0.lg解毒剂2#投加到100mL浓度为50mg/L的对氧磷水溶液中，在不同反应时间下，测试解毒效果，结果见表2。'表2复合解毒剂2#对模拟化学毒剂对氧磷的解毒效果反应时间(min)02510153060120解毒率(％)089.5792.7894.9795.7496.0096.7897.093.实施例3解毒剂3#，其组成质量百分数为纳米氧化镁0.5%、阴离子交换树脂为强碱苯乙烯型阴树脂(201X7)25.0%，其中，大孔型和凝胶型比例为5:10、阳离子交换树脂为强酸苯乙烯型阳树脂(001X7)19.5%，其中，大孔型和凝胶型比例为5:10、活性炭55.0%。将0.lg解毒剂3#投加到100mL浓度为50mg/L的对氧磷水溶液中，在不同反应时间下，测试解毒效果，结果见表3。表3复合解毒剂3#对模拟化学毒剂对氧磷的解毒效果反应时间(min)02510153060120解毒率(%)090.5790.5290.5290.5690.5389.7188.974.实施例4解毒剂4#，其组成质量百分数为纳米氧化镁2.5%、阴离子交换树脂为强碱苯乙烯型阴树脂(201X7)25.0%，其中，大孔型和凝胶型比例为3:10、阳离子交换树脂为强酸苯乙烯型阳树脂(001X7)22.5%，其中，大孔型和凝胶型比例为5:10、活性炭50.0%。将0.lg解毒剂4#投加到lOOmL浓度为50mg/L的对氧磷水溶液中，在不同反应时间下，测试解毒效果，结果见表4。表4复合解毒剂4#对模拟化学毒剂对氧磷的解毒效果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>5.实施例5解毒剂5#,其组成质量百分数为纳米氧化镁4.0%、阴离子交换树脂为強碱苯乙烯型阴树脂(201X7)37.0%，其中，大孔型和凝胶型比例为7:10、阳离子交换树脂为强酸苯乙烯型阳树脂(001X7)24.0%，其中，大孔型和凝胶型比例为6:10、活性炭35.0%。将0.lg解毒剂5#投加到100mL浓度为50mg/L的对氧磷水溶液中，在不同反应时间下，测试解毒效果，结果见表5。，表5复合解毒剂5#对模拟化学毒剂对氧磷的解毒效果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>6.实施例6解毒剂1#，其组成质量百分数为纳米氧化镁2.0%、阴离子交换树脂为强碱苯乙烯型阴树脂(201X7)40.0%，其中，大孔型和凝胶型比例为5:10、阳离子交换树脂为强酸苯乙烯型阳树脂(001X7)23.0%，其中，大孔型和凝胶型比例为5:10、活性炭35.0%。将0.lg解毒剂1#投加到100mL浓度为100mg/L的对氧磷水溶液中，在不同反应时间下，测试解毒效果，结果见表6。表6复合解毒剂6#对模拟化学毒剂对氧磷的解毒效果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>解毒率060.7465.1768.5269.2270.4271.0871.85(%)7.实施例7解毒剂6#，其组成质量百分数纳米氧化镁3.0%、阴离子交换树脂为强碱苯乙烯型阴树脂(201X7)40.0%，其中，大孔型和凝胶型比例为7:10、阳离子交换树脂为强酸苯乙烯型阳树脂(001X7)22.0%，其中，大孔型和凝胶型比例为6:10、活性炭35.0%。将0.lg解毒剂6弁投加到lOOmL浓度为100mg/L的对氧磷水溶液中，在不同反应时间下，测试解毒效果，结果见表7。表7复合解毒剂6#对模拟化学毒剂对氧磷的解毒效果反应时间(min)02510153060120解毒率(%)079.1683.3384.0685.1485.5285.8586.00权利要求1.一种除化学毒剂的粉末状复合解毒剂，按质量百分比计，包括下列成分粉末状活性炭，含量10.0～80.0％；纳米氧化镁，含量0.1％～5.0％；粉末状阴离子交换树脂，含量5.0％～60.0％；粉末状阳离子交换树脂，含量5.0％～60.0％。2.根据权利要求1所述的解毒剂，其特征在于，粉末状阴离子交换树脂，由凝胶型和大孔型组成，其中，大孔型和凝胶型比例在0:1010:IO之间;粉末状阳离子交换树脂，由凝胶型和大孔型组成，其中，大孔型和凝胶型比例在0:1010:IO之间。3.根据权利要求1至2任意一项所述的解毒剂，其特征在于，所述的粉末状活性炭，其粒径10um150um;所述的纳米氧化镁，粒径lnm20nm;所述的粉末状阴离子交换树脂，粒径10um150um;所述的粉末状阳离子交换树脂，粒径10um150um。4.根据权利要求1至3任意一项所述的解毒剂，其特征在于，所述的粉末状活性炭，比表面积600m2/g1500m2/g;所述的纳米氧化镁，比表面积10m7g600m7g。5.根据权利要求1至4任意一项所述的解毒剂，其特征在于，所述的粉末状活性炭，含量20.0%60.0%;所述的纳米氧化镁，含量0.24.0%;所述的粉末状阴离子交换树脂，含量10.045.0%;所述的粉末状阳离子交换树脂，含量10.040.0%。6.根据权利要求1至5任意一项所述的解毒剂，其特征在于，粉末状阴离子交换树脂，由凝胶型和大孔型组成，其中，大孔型和凝胶型比例在3:107:IO之间；粉末状阳离子交换树脂，由凝胶型和大孔型组成，其中，大孔型和凝胶型比例在3:107:IO之间。7.根据权利要求1至7任意一项所述的解毒剂，其特征在于，所述的粉末状活性炭，其粒径30nm100iim;所述的纳米氧化镁，粒径4nm15nm;所述的粉末状阴离子交换树脂，粒径40ixm100nm;所述的粉末状阳离子交换树脂，粒径40um100ixm。8.根据权利要求4所述的解毒剂，其特征在于，所述的粉末状活性炭，比表面积900mVg1500ra7g;所述的纳米氧化镁，比表面积50600m7g。全文摘要本发明涉及一种粉末状复合材料，尤其涉及一种粉末状复合解毒剂，该种解毒剂由活性炭、离子交换树脂及纳米氧化镁复合而成，通过活性炭吸附、离子交换树脂吸附交换、纳米氧化镁催化降解的复合作用，去除化学毒剂污染物，其中，粉末状活性炭，含量10.0～80.0％，最好为20.0％～60.0％；纳米氧化镁，含量0.1％～5.0％，最好为0.2～4.0％；粉末状强碱苯乙烯型阴树脂，含量5.0％～60.0％，最好为10.0～45.0％；粉末状强酸苯乙烯型阳树脂，含量5.0％～60.0％，最好为10.0～40.0％。本发明的解毒剂，解毒效果好，携带使用方便，不仅能有效去除固体表面沾染的化学毒剂，不会对物体表面或人体皮肤造成伤害，而且还能有效去除水中的化学毒剂。文档编号A62D3/30GK101259315SQ20081005284公开日2008年9月10日申请日期2008年4月22日优先权日2008年4月22日发明者宿红波,朱孟府,游秀东,王海燕申请人:中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所