二氧化氯产生装置的制作方法

1.本发明有关于新颖的二氧化氯产生装置。


背景技术：

2.二氧化氯气已知为在低浓度(例如0.1ppm以下)对于动物活体而言为安全的气体，另一方面，即使在该种低浓度下，对于细菌/真菌/病毒等微生物仍具有去活性作用、消臭作用等。
3.二氧化氯的产生方法已知道例如：通过包含溶解有(dissolved)二氧化氯气、亚氯酸盐水溶液以及ph调整剂的组合物而稳定地产生二氧化氯的方法(专利文献1)；将含有亚氯酸盐的电解液进行电解而制造二氧化氯的方法(专利文献2)。
4.此外，近年来也提出有通过对固形的亚氯酸盐照射可见光而产生二氧化氯的装置(专利文献3)。
5.[现有技术文献]
[0006]
[专利文献]
[0007]
[专利文献1]wo/2008/111357
[0008]
[专利文献2]wo/2009/154143
[0009]
[专利文献3]wo/2015/098732。


技术实现要素：

[0010]
[发明欲解决的问题]
[0011]
本发明的问题在于提供一种装置，该装置能够以相比于以往的二氧化氯产生装置为更简易的构成，来长期稳定的产生二氧化氯。
[0012]
[解决问题的手段]
[0013]
本申请发明人们经过专心研究，结果为成功地开发出利用以亚氯酸盐水溶液与催化剂的反应来产生二氧化氯的机制的新颖的二氧化氯产生装置，从而完成本发明。
[0014]
也就是说，本发明的一种实施方式为一种二氧化氯产生装置，该二氧化氯产生装置具备鼓泡机构，其中，
[0015]
前述二氧化氯产生装置包含反应用容器以及空气导入装置，
[0016]
前述反应用容器包含亚氯酸盐水溶液以及催化剂，
[0017]
前述反应用容器以及前述空气导入装置通过导管连接，
[0018]
前述二氧化氯产生装置以下述方式构成：在前述空气导入装置运行时，空气被鼓泡至前述反应用容器中的亚氯酸盐水溶液中，被鼓泡的空气会与前述催化剂接触；
[0019]
使前述二氧化氯产生装置持续运行2周后的时间点中从前述二氧化氯产生装置释出的空气中所含的二氧化氯浓度，与使前述二氧化氯产生装置持续运行1周后的时间点中从前述二氧化氯产生装置释出的空气中所含的二氧化氯浓度相比，至少能够维持50％以上。
[0020]
本发明的一实施方式中，前述反应用容器以下述方式构成：至少部分地开放，在前述反应用容器内所生成的包含二氧化氯的空气会向前述二氧化氯产生装置的外部释出。
[0021]
本发明的一实施方式中，该二氧化氯产生装置不包含电解机构。
[0022]
本发明的一实施方式中，前述亚氯酸盐水溶液为亚氯酸碱金属盐水溶液或亚氯酸碱土金属盐水溶液。
[0023]
本发明的一实施方式中，前述亚氯酸碱金属盐水溶液为亚氯酸钠水溶液、亚氯酸钾水溶液或亚氯酸锂水溶液，亚氯酸碱土金属盐水溶液为亚氯酸钙水溶液、亚氯酸镁水溶液或是亚氯酸钡水溶液。
[0024]
本发明的一实施方式中，前述亚氯酸盐水溶液的浓度为0.01至45重量％。
[0025]
本发明的一实施方式中，前述催化剂为固体催化剂。
[0026]
本发明的一实施方式中，前述催化剂为金属系催化剂、矿物系催化剂、碳系催化剂或是这些的组合。
[0027]
本发明的一实施方式中，前述金属催化剂为包含铂(pt)、钌(rh)、铑(rh)、钯(pd)、铱(ir)、锇(os)、铁(fe)、铜(cu)、锰(mn)、钴(co)、镍(ni)、钼(mo)、或是这些金属的化合物的催化剂，前述矿物系催化剂为包含硅(si)或是含硅化合物的催化剂，前述碳系催化剂为包含活性炭的催化剂。
[0028]
本发明的一实施方式中，前述催化剂被负载于载体。
[0029]
本发明的一实施方式中，前述载体为包含选自由钛、阀金属、不锈钢、镍、陶瓷、碳以及多孔质物质所组成群组的材料的载体。
[0030]
本发明的一实施方式中，前述空气导入装置为从前述二氧化氯产生装置的流路的起点将空气导入至前述流路内的装置，或者为从前述二氧化氯产生装置的流路的终点抽吸前述流路内的空气的装置。
[0031]
本发明的一实施方式中，前述空气导入装置为电动式的空气泵。
[0032]
本发明的范围也包括将上述举出的本发明的一个或多个构成任意地予以组合的发明。
[0033]
[发明的效果]
[0034]
相对于以往的二氧化氯产生方法/产生装置，本发明至少具有以下所述的1项以上的优点。
[0035]
(1)安全性、耐久性的提升
[0036]
本发明是利用由亚氯酸盐与催化剂反应而造成的产生二氧化氯。这种方式因为几乎没有因急剧的反应而产生大量的二氧化氯的风险，而且经确认不会产生二氧化氯气体以外的有害气体，所以相比于“在亚氯酸盐添加酸性物质而产生二氧化氯的方式”或是“使用电解的方式”，为安全性较高(例如，在通过电解而产生二氧化氯的情形下，若是电解液劣化，则会产生氯气或氢气等)。此外，本发明的装置的动力只有空气导入装置，因此装置故障的风险较低，而且在装置故障的情况下也容易修缮。
[0037]
(2)无须维护(maintenance
‑
free)
[0038]
本发明仅管结构简朴，但仍可历经至少2周以上(较优选为3周以上，更优选为1个月以上)无维护而稳定地产生二氧化氯。此外，亚氯酸盐水溶液的寿命届至时，只要更换亚氯酸盐水溶液，装置即可继续运行。
[0039]
(3)小型化，降低成本
[0040]
本发明相比于例如利用电解的二氧化氯产生装置等，结构极为简朴，所以能够将装置小型化或降低成本。
附图说明
[0041]
图1显示本发明的设计例。
[0042]
图2显示实验1的结果(二氧化氯的产生量)。
[0043]
图3显示实验2的结果(产生气体的定性分析)。
[0044]
图4显示实验3的结果。
具体实施方式
[0045]
用图1所示的设计例来说明本发明的实施方式。
[0046]
设计例
[0047]
图1所示的本发明的一种实施方式的二氧化氯产生装置具备：空气导入装置1以及反应用容器3，反应用容器3包含亚氯酸盐水溶液4以及催化剂5。空气导入装置1以及反应用容器3通过导管2连接。
[0048]
在反应用容器3中，通过亚氯酸盐水溶液4与催化剂5的反应而生成二氧化氯。如果空气导入装置1运行，则经由导管2所提供的空气被鼓泡至反应用容器3中，搅拌亚氯酸盐水溶液4以及催化剂5。若是通过鼓泡而搅拌亚氯酸盐水溶液4与催化剂5，催化剂5的表面所生成的二氧化氯会从催化剂表面游离，并于催化剂5的表面再次生成二氧化氯。通过鼓泡而游离的二氧化氯是经由设在反应用容器3的上部的导管2’而与空气一起被释出至装置外。
[0049]
也就是说，图1所示的本发明的二氧化氯产生装置通过具备以空气导入装置1为中心的鼓泡机构，可促进亚氯酸盐水溶液4与催化剂5的反应，而且可使所生成的二氧化氯释出至装置外。
[0050]
以上叙述中是参照设计例来说明本发明的内容，但是本发明可以各种实施方式来具体呈现，并不被解释成只限定于此处所记载的设计例。例如，在本发明的一种实施方式中，可以通过将构成装置的容器和导管的配置进行多种变更，而将装置的大小、形状最优选化。
[0051]
本发明所使用的亚氯酸盐可举例如亚氯酸碱金属盐或亚氯酸碱土金属盐。亚氯酸碱金属盐可举例如：亚氯酸钠、亚氯酸钾、亚氯酸锂，亚氯酸碱土金属盐可举出：亚氯酸钙、亚氯酸镁、亚氯酸钡。其中，就取得容易方面而言，较优选为亚氯酸钠、亚氯酸钾，最优选为亚氯酸钠。这些亚氯氧碱可单独使用1种，并用2种以上也无妨。亚氯酸盐水溶液中亚氯酸碱的比例较优选为0.01重量％至45重量％。未达0.01重量％时，产生二氧化氯所必须的亚氯酸盐可能会在短时间内枯竭，超过45重量％时，可能会产生亚氯酸盐饱和而容易析出的问题。考量到安全性与稳定性、二氧化氯的产生效率等时，较优选的范围是0.1重量％至25重量％，更优选的范围是1重量％至20重量％，又更优选的范围是2至15％
[0052]
本发明的装置中所使用的催化剂只是要是会与亚氯酸盐水溶液反应而产生二氧化氯的催化剂便无限定，但是由于在反应停止时需与亚氯酸盐水溶液分离，所以较优选为固体催化剂(或非均相催化剂(heterogeneous catalyst))。本发明的装置中所能使用的固
体催化剂的例子可列举：金属催化剂(例如：铂(pt)、钌(rh)、铑(rh)、钯(pd)、铱(ir)、锇(os)、铁(fe)、铜(cu)、锰(mn)、钴(co)、镍(ni)、钼(mo)或是这些金属的化合物)、矿物系催化剂(例如：硅(si)或是含硅化合物)、碳系催化剂(例如：包含活性炭的催化剂)。
[0053]
本发明的装置中所使用的催化剂可以单独使用，但是为了提升亚氯酸盐水溶液与催化剂的反应效率，可使用负载于载体的催化剂。负载催化剂的载体只要有助于提升亚氯酸盐水溶液与催化剂的反应效率则并无限定，但较优选为例如：包含选自由钛、阀金属(valve metal)、不锈钢、镍、陶瓷、碳以及多孔质物质所组成群组的材料的载体。
[0054]
本发明的装置中所能使用的空气导入装置若为可使装置的流路中的空气或亚氯酸盐水溶液朝一个方向移动的装置，则无限定，而例如可为电动式的空气泵。对于电动式的空气泵的电力供给可以是经由电缆而由电力供给装置进行，也可以是利用电池。
[0055]
本发明的装置中所能使用的空气导入装置只要可使装置的流路中的空气或亚氯酸盐水溶液朝一个方向移动，则可设置在各种位置。例如：可以将空气导入装置设置在流路的起点，而将空气导入至流路内；也可以将空气导入装置设置在流路的中途，使流路内的空气朝一个方向移动；也可以将空气导入装置设置在流路的终点，通过抽吸流路内的空气，使装置的流路中的空气或亚氯酸盐水溶液朝一个方向移动。
[0056]
本发明的装置中，通过空气导入装置而被导入至装置内的流路的气体，就典型而言为空气，但也可以使用例如氮或氩等非活性化气体。
[0057]
本发明的二氧化氯产生装置可进一步具备用以将装置中所产生的二氧化氯气体释出至装置外的送风风扇。通过具备送风风扇，可以有效率地将装置内所产生的二氧化氯气体送出至装置外，此外，也可以通过调节风扇的风量来调节送出至装置外的二氧化氯气体的量。例如：当二氧化氯气体的产生量较多时，通过增强送风风扇的风量而使装置外的二氧化氯气体扩散得更远；当二氧化氯气体的产生量较少时，可以通过减弱送风风扇的风量来防止装置外的二氧化氯气体有不必要的扩散，而使装置外的二氧化氯气体浓度在一定范围内的方式进行调节。
[0058]
在本说明书中所使用的用语是用以说明特定的实施方式而使用的用语，并没有限制发明的意图。
[0059]
此外，在本说明书中使用的“包含”这个用语，除了在文章脉络上显然应作不同理解的情况以外，是意欲表示所记载的事项(构件、步骤、要素或数字等)为存在，而没有排除该记载事项以外的事项(构件、步骤、要素或数字等)的存在。
[0060]
只要没有作出不同的定义，在此所使用的所有用语(包含技术用语以及科学用语)具有与本发明所属技术领域的技术人员所广为理解的意义相同的意义。在此所使用的用语，只要没有明示出不同的定义，即应解释成具有与本说明书以及相关技术领域中的意义协调的意义的用语，而不应该解释成被理想化或是过度形式化的意义。
[0061]
本发明的实施方式会有参考示意图同时加以说明的情形，但在为示意图的情况下，为了明确地说明，会有夸示性的呈现。
[0062]
在本说明书中，例如以“1至10w/w％”呈现时，所属技术领域的技术人员可理解该呈现是各别具体地指1、2、3、4、5、6、7、8、9或10w/w％。
[0063]
在本说明书中，表示成分含量、数值范围时所使用的任何数值，在没有特别明示的情况下，能够解释成包括用语“约”的意思。例如，“10倍”在没有特别明示时，能够理解成“约
10倍”的意思。
[0064]
本说明书中所引用的文献中，这些全部的揭示均应被视为援用于本说明书中，所属技术领域的技术人员依据本说明书的文章脉络，在不脱离本发明的精神以及范围的情况下，应理解为这些的现有技术文献中的相关揭示内容是援用作为本说明书的一部分。
[0065]
[实施例]
[0066]
为了确认本发明的效果，进行了以下的实验。
[0067]
[实验1.催化剂与亚氯酸盐水溶液的反应]
[0068]
使用图1所示的装置，进行二氧化氯产生实验。催化剂使用于钛(载体)负载有铂母料的催化剂，亚氯酸盐水溶液使用1％亚氯酸盐钠水溶液1l。使用空气导入装置1，使空气向包含亚氯酸盐水溶液4以及催化剂5的反应用容器3以约1l/分钟的流量鼓泡。另一方面，作为调控组，除了不使用催化剂以外，以和上述相同的条件使装置运行。
[0069]
将于两条件中二氧化氯产生量的比较显示于图2。如图2所示，在使用催化剂的条件中会产生二氧化氯，而在未使用催化剂的条件中则没有产生二氧化氯。也就是说，确认到为了在本发明的装置中产生二氧化氯，催化剂是必须的。
[0070]
[实验2.产生气体的定性分析]
[0071]
收集用实验1的方法所产生的气体，通过离子层析将该成分进行定性分析。其结果显示于图3。如图3所显示，通过亚氯酸盐及催化剂的反应所产生的气体成分，实际上只有二氧化氯。
[0072]
[实验3.长时间的运行性的检验]
[0073]
使用实验1所使用的装置(图1所示的装置)，进行长时间的装置运行试验。试验结果示于图4。如图4所示，本发明的装置可在约1个月之间稳定地产生二氧化氯。
[0074]
如上所述，仅管在结构上与以往的二氧化氯产生装置相比极为简朴，但仍可长时间稳定地产生二氧化氯。