基本信息
- 项目名称：
- 新型饮用水缓释消毒剂的制备及性能研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本实验选用了通用消毒剂二氯海因和“绿色化工原料”聚乙烯醇。通过冷冻使它们结合在一起，聚乙烯醇形成的阻滞层控制二氯海因释放的速度，维持水中的余氯值，延长消毒时间，达到缓释的目的。消毒结束后，聚乙烯醇骨架可完整地取出，在自然环境中快速地自行降解，打破了之前消毒剂中高聚合物在水中崩解，污染水体的瓶颈。该产品不仅克服了先前消毒剂的不足，而且获得了更好的消毒和缓释效果，有很好的应用价值和现实意义。
- 详细介绍：
- 本实验在研究前人成果和自主创新的基础上，对缓释消毒剂中消毒剂的种类和载体的种类进行了探究，选择了目前市场上通用的消毒剂二氯海因和“绿色化工原料”聚乙烯醇（PVA1799）。将两者按一定的比例混合，放在零下五度的情况下冷冻24h小时，取出后剪切晾干，得到新型饮用水缓释消毒剂。通过一系列的实验证明，该消毒剂比消毒剂原粉有着更稳定的消毒效果、更长的消毒时间、达到了缓释的目的，而且，该消毒剂还打破了先前缓释消毒剂初始余氯值较大、稳定性差、维持时间短、高聚合物在水中崩解，污染水体的瓶颈。聚乙烯醇骨架经得起水中长时间地浸泡，缓释完毕后能完整地取出，在自然环境中能快速自行降解，不污染环境。因此，这种新型饮用水缓释消毒剂有着很好的应用价值和现实意义，值得研究和推广。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 发明目的：改善目前市场上饮用水消毒剂的不足， 提高消毒剂杀菌效能，延长缓释时间，防止高聚物载体在水体中崩解污染水体。 基本思路：以高聚合物为载体，将普通消毒剂与之混合，通过冷冻措施使两者较好地结合成稳定的混合物。将产品投入水体中，利用高分子阻滞层控制消毒剂的释放速度，一方面保证水中的余氯含量维持在标准范围内，另一方面延长消毒剂的杀菌时间。同时避免了高聚合物在水体中崩解，污染水体。
科学性、先进性及独特之处
- （1）选用了世界公认的水体消毒剂二氯海因以及“绿色化工原料”聚乙烯醇； （2）运用了冷冻的技术，加强了高聚合物之间的氢键作用力，保证了高聚合物在水体中能够维持现状，易于取出，打破了之前消毒剂载体在水体中崩解的瓶颈； （3）同等质量的消毒剂，得到比前人研究的更稳定的余氯值、更好的消毒效果和更长的缓释时间。
应用价值和现实意义
- 新型饮用水缓释消毒剂可运用在民用水塔、农村水窖、水产养殖等需要长时间保持水体洁净的场所。通过定量地释放消毒剂颗粒，使得水体中的余氯值保持在规定的范围内，克服了少量多次投入的缺点，减低了劳动强度；另一方面，通过高聚合物的阻滞作用，控制消毒剂的释放速度，延长了消毒时间，到达了缓释的效果。 该消毒剂，弥补了目前市场上消毒剂的不足，符合了当今社会的要求，具有良好的应用价值和现实意义。
学术论文摘要
- 本实验采用高聚合物聚乙烯醇（PVA1799）和二氯海因消毒剂混合制备新型饮用水缓释消毒剂。创新点在于将二氯海因与聚乙烯醇溶液混合，并置于-5℃的环境下冷冻24h后成型。PVA1799本不溶于冷水，经冷冻的聚乙烯醇分子间作用力更强，形成不溶于水的水凝胶。冷冻后的样品解冻，切割并晾干后得成品。冷冻加强了聚乙烯醇分子间氢键作用力，使聚乙烯醇结构致密，经得起水中长时间浸泡而不崩解。缓释消毒剂表面的二氯海因颗粒先溶于水而留下空隙，使表面聚乙烯醇形成海绵状胶状物，成为良好阻滞层，内部的二氯海因按一定速率释放到水中。在余氯含量跟踪测定中，发现缓释消毒剂能将水样中的余氯量控制在饮用水允许范围内，且缓释时间远远长于消毒剂原粉，具有良好的消毒和缓释性能。待二氯海因完全释放后，可将剩下的聚乙烯醇骨架从水中取出，能很快自行降解，不会对环境产生污染。同时，本小组进行了以下的探索：（1）同等质量的缓释消毒剂在不同体积水样中的缓释效果，定性得出缓释效果与水样体积的关系；（2）探索冷冻次数对缓释消毒剂效果的影响，定性得出冷冻次数对缓释消毒剂消毒效果有促进作用。因此，这种新型的饮用水缓释消毒剂具有良好的发展前景。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]张胜利,何亚兵,黄锦霞,等.1，3-二氯-5，5-二甲基海因的合成及杀菌性能研究[J].湖北化工，2001: 18(4)，5-6. [2]马玉林.二氯海因在水中有效氯的测定.医学动物防治,1995;15(1):20,44. [3]李平,蔡心培,张洪儒,等.8591 饮水缓释消毒剂的研究[J] . 环境与健康杂志, 1994 ;11 (3) : 116-118. [4]英才,王彦利,张保龙,等.消毒剂二氯异氰尿酸的缓释研究[J].南开大学学报(自然科学),1998;36(1):90-93. [5]肖锦晖,肖惠贞.饮用水消毒剂及其副产物对人体健康的影响[J].中国消毒学杂志,2004; 21(1):63-66. [6]谷媛媛,郑庆余,叶林.聚乙烯醇水凝胶的制备及其溶胀性能[J].塑料工业,2007;35(B06):127-129. [7]豆礼梅,刘元虎.聚乙烯醇的生产概况及应用[J].精细化工原料及中间体,2009;9:11-15. [8]黄晓兵,张熙,代华,等.PVA/P(AA-AM)复合水凝胶的制备及性能[J].高分子材料科学与工程,2008;24(6):30-33.
同类课题研究水平概述
- 1、张胜利,何亚兵,黄锦霞等在《1，3-二氯-5，5-二甲基海因的合成及杀菌性能研究》中指出：二氯二甲基海因是一种新型的（亚）高效、低毒类广谱抗菌消毒及漂白剂。由于该化合物有效氯含量高，气味小，稳定性好，货架储存期长，价格适中，近十年来其产品年增长率已超过异氰尿酸类产品的年增长率。其应用范围十分广泛，可用于牲畜口蹄疫防治，农作物霉病防治，厨具、饮用水及医药器械消毒杀菌和工业循环水、废水的消毒漂白处理等领域，市场前景广阔。 2、马玉林在《二氯海因在水中有效氯的测定》中指出：二氯海因在水中有一个缓慢的释放过程，从投药30min至24h，水体中的有效氯含量一直维持在30．5 ～ 41．6％ 。而不像常规的含氯消毒剂。在水中几十分钟后，有效氯便迅速下降。二氯海因能在水体中长时间保持杀菌状态。 3、吴心勤,李闽真,林立旺等在《两种消毒剂对大肠杆菌、霍乱弧菌杀灭效果的实验观察》中指出：二氯海因还对水体中的大肠杆菌、0139、0139水有较强的杀灭作用。 4、王志勇,王学娟在《缓释饮水消毒器用于地窖饮用水消毒处理效果》中指出：把这种一次缓释消毒片放到缓释消毒器内, 可持续消毒2～3 个月。 5、羊涛,付顺全,李成芝等在《新型饮水消毒剂缓释机的稳定性实验观察》中指出：成都研制的Stt - s - 50 型缓释机通过胶练膜释放到单位水中的氯离子量相对较少, 在长期或短期连续消毒的情况下均具有较好的稳定性
