稳定性酸性氧化电位水的制备工艺及机理研究

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酸性氧化电位水(EOW)是一种高效广谱、安全无毒、无残留的新型绿色环保消毒剂,具有低pH,高ORP,富含活性氧及低浓度有效氯等特点,在消毒灭菌、医疗卫生、食品加工、农作物和家畜病害防治、工业清洗、果蔬保鲜等方面获得了广泛应用。但对其电解制备机理、有效杀菌成分、稳定性及其碱性废水回收利用的研究报道甚少。为此,本文从电解制备工艺出发,借助电化学分析手段探讨了电极反应历程和有效杀菌成分的检测,通过添加功能助剂提高EOW的稳定性,并初步试验了碱性水回流制备EOW的工艺路线,对于提高EOW的使用性能和商品价值具有理论和技术指导意义。  本文采用单因素和正交试验研究了电解体系对EOW性能的影响,通过在线动态监测pH、ORP、溶解氧及电导率在电解过程中的变化,分析了电解过程中可能的电极反应,并确定了最佳制备工艺:NaC1浓度5g/L,电解电压25V,极间距5cm,电解时间15min。EOW水质pH≤2.39,ORP≥1178 mV,有效氯≥283mg·L-1,溶解氧≥16mg·L-1。  对不同浓度NaCl溶液和EOW循环伏安扫描表明,阳极的电极反应是以Cl-为电活性物种发生了一系列初级和次级氧化反应,形成多成分的氯氧化物,同时伴有H2O的电解,从而造成EOW的低pH和高ORP。  首次采用氧化还原电位滴定法检测并验证了EOW中羟基自由基的存在,含量≥3.3×10-3 mol/L;电极法测定Cl-残留量为37.85%。  通过添加功能助剂显著地提高了EOW中有效氯的稳定性,并探讨了稳定机理。老化实验(54℃,14d)表明,当功能助剂添加量为1g/L时,EOW水质pH<2.3,ORP>1160mV,且有效氯的降解率为3.93%(<10%),满足国标对氯系消毒剂稳定性的要求。  实验初步研究了不同体积比的碱性水用于制备EOW的工艺条件。通过浓HCl调节碱性水pH5~6.5的预处理及延长电解时间(3h),可获得pH<2.7、ORP>1100mV、溶解氧>20 mg·L-1、有效氯>330 mg·L-1的EOW。降低了生产成本,避免了环境污染,具有推广价值。
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