制备高纯度二氧化氯的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及二氧化氯的制备技术领域，具体指一种制备高纯度二氧化氯的方法。
【背景技术】
[0002]二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色到橙黄色的气体，是国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂。二氧化氯具有广谱性，能高效杀死病毒、细菌、原生生物、藻类、真菌和各种孢子及孢子形成的菌体，用量极少，在0.1ppm下即可杀灭所有细菌繁殖体和许多致病菌，50ppm可完全杀灭细菌繁殖体、肝炎病毒、噬菌体和细菌芽孢。
[0003]现有技术的二氧化氯生产方法存在多方面缺陷:
[0004]1、使用原料为硫酸、盐酸、氯气等危险品；
[0005]2、产生的二氧化氯气体纯度不够，一般在85%左右；产生的含有二氧化氯的液体中含有次氯酸盐、氯气和次氯酸钠；
[0006]3、二氧化氯发生设备结构复杂、体积大、且在产生的同时产生大量难以处理的废水及残留污染；
[0007]4、现有设备不能解决二氧化氯储存和运输难题，给使用二氧化氯时带来诸多不便；同时由于产生的二氧化氯液体纯度不高会在使用二氧化氯带来许多负面的残留物；
[0008]上述这些因素限制了二氧化氯产品在很多领域中使用，对二氧化氯这种环保清洁消毒剂的推广带来了阻碍。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于克服现有技术二氧化氯生产方法存在的产品纯度不高，工业废水难处理，生产设备体积大，储运困难的缺陷，提供一种无需大型设备即可方便、快捷、高效的制备高纯度二氧化氯的方法。
[0010]为实现上述目的，本发明所设计的制备高纯度二氧化氯的方法，包括以下步骤:
[0011]I)将亚氯酸钠与混合剂混合，两者重量比为1:1?6，使混合剂包裹亚氯酸钠得到颗粒状原料，然后利用分子滤膜包裹颗粒状原料，得到A包裹备用；
[0012]2)将柠檬酸与催化剂混合，两者重量比为1:0.05?1，利用步骤I)所述的分子滤膜包裹，得到B包裹备用；
[0013]3)将A包裹密封置入B包裹中，再密封B包裹，
[0014]或将B包裹密封置入A包裹中，再密封A包裹，
[0015]或将A包裹和B包裹分别密封后置入另一个分子滤膜中，密封后，得到包含A包裹和B包裹的原料包；
[0016]4)将步骤3)得到的原料包置入水中，即可制取高纯度二氧化氯；
[0017]其中，所述分子滤膜为具有透水性能，孔径< 0.1 ym的分子滤膜。
[0018]可选地，所述混合剂为硫酸盐、碳酸盐或氯酸盐。理论上，上述盐类都可以作为混合剂，但是效果上有差异。
[0019]优选地，所述混合剂为硫酸钠或氯酸钠。由钠盐作为混合剂，不增加其他离子。
[0020]优选地，所述催化剂为三氯化铝、硫酸镁、硼酸、磷酸二氢钾、草酸中一种或几种的混合物。
[0021]本发明原理:
[0022]本发明通过将原料包裹在分子滤膜中，使得只有生成的二氧化氯能够通过分子滤膜挥发到空气中或溶解到水中，其他副产物均存于分子滤膜中而不会泄露，保证了生成高纯度的二氧化氯的同时，不产生多余的废水，减少环境污染。
[0023]在二氧化氯发生过程中，用混合剂通过V字型混合设备将亚氯酸钠晶体实施均匀包裹；亚氯酸钠与混合剂的比例是1:1?6 ;混合单位时间20分钟。本发明排除传统的使用强酸来获取二氧化氯，通过使用含有氯酸盐的混合催化剂提高同单位原料获取二氧化氯的比例，由原来的40%提升到80%;这样在达到安全生产的同时，也实现了不使用强酸获取二氧化氯的效益。
[0024]本发明的有益效果:
[0025]1、解决二氧化氯气体储存和运输的难题；达到现场制备，现场使用的目的。
[0026]2、生产纯度99.99%二氧化氯溶液；消除以往二氧化氯溶液中残留物质对使用该消毒灭菌液时造成的不良反应。
[0027]3、直接用于空间空气消毒灭菌，该方法在使用中安全可靠；填补目前对空间空气直接消毒灭菌的空白。
[0028]4、优化生产环节、降低生产成本、提高了产品质量、扩大了产品使用范围、达到生产安全性和零排污要求。
【具体实施方式】
[0029]下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
[0030]实施例1
[0031]制备高纯度二氧化氯的方法，包括以下步骤:
[0032]I)准备亚氯酸钠与硫酸钠，两者重量比为1:4，然后利用混合机使硫酸钠包裹亚氯酸钠得到颗粒状原料，再利用孔径< 0.1 μ m的分子滤膜密封包裹颗粒状原料，得到A包裹备用；该孔径的分子滤膜具有透水性能，又可以阻止二氧化氯以外的副产物及原料透过。
[0033]本实施例中混合机选用市售上海乔楓混合机设备厂生产的ZK-V型混合机。
[0034]2)将柠檬酸与催化剂按照1:0.1的重量比例混合，所述催化剂为三氯化铝、草酸的1:0.2的混合物，然后用孔径< 0.1 ym的分子滤膜包裹，得到B包裹备用；
[0035]3)A包裹置入B包裹中，再密封B包裹，得到包含A包裹和B包裹的密封的原料包；
[0036]4)将步骤3)得到的原料包置入水中，5分钟即可看到水的颜色开始出现黄绿色，该颜色的出现即为制取高纯度二氧化氯。
[0037]本发明制备的二氧化氯气体纯度高达99.99%，原料和二氧化氯的质量比为5:4。
[0038]实施例2
[0039]制备高纯度二氧化氯的方法，包括以下步骤:
[0040]I)准备亚氯酸钠与氯酸钠，两者重量比为1:4，然后利用混合机使氯酸钠包裹亚氯酸钠得到颗粒状原料，再利用孔径< 0.1 μ m的分子滤膜包裹颗粒状原料，得到A包裹备用；该孔径的分子滤膜具有透水性能，又可以阻止二氧化氯以外的副产物及原料透过。
[0041]本实施例中混合机选用市售上海乔楓混合机设备厂生产的ZK-V型混合机。
[0042]2)将柠檬酸与三氯化铝按照1:0.05的重量比例混合，然后用孔径彡0.1 μπι的分子滤膜密封包裹，得到B包裹备用；
[0043]3)Β包裹置入A包裹中，再密封A包裹，得到包含A包裹和B包裹的密封的原料包；
[0044]4)将步骤3)得到的原料包置入水中，6分钟即可看到水的颜色开始出现黄绿色，该颜色的出现即为制取高纯度二氧化氯。
[0045]本发明制备的二氧化氯气体纯度高达99.99%，原料和二氧化氯的质量比为5:3.6ο
[0046]实施例3
[0047]制备高纯度二氧化氯的方法，包括以下步骤:
[0048]I)准备亚氯酸钠与硫酸钠，两者重量比为1: 5，然后利用混合机使硫酸钠包裹亚氯酸钠得到颗粒状原料，再利用孔径< 0.1 μ m的分子滤膜密封包裹颗粒状原料，得到A包裹备用；该孔径的分子滤膜具有透水性能，又可以阻止二氧化氯以外的副产物及原料透过。
[0049]本实施例中混合机选用市售上海乔楓混合机设备厂生产的ZK-V型混合机。
[0050]2)将柠檬酸与催化剂按照1:0.08的重量比例混合，所述催化剂为硼酸与草酸的1:1的混合物，然后用孔径< 0.1 ym的分子滤膜包裹，得到B包裹备用；
[0051]3)A包裹置入B包裹中，再密封B包裹，得到包含A包裹和B包裹的密封的原料包；
[0052]4)将步骤3)得到的原料包置入水中，10分钟即可看到水的颜色开始出现黄绿色，该颜色的出现即为制取高纯度二氧化氯。
[0053]本发明制备的二氧化氯气体纯度高达99.99%，原料和二氧化氯的质量比为7:5。
[0054]实施例4