張 林，席 璠，劉 冰

(1.營口理工學院化學與材料工程系，遼寧 營口 115000;2.遼南技師學院，遼寧 營口 115000)

隨著人們生活水平的提高和對身體健康的重視，空氣質(zhì)量成為繼飲食安全之后又一引起人們關注的焦點。人們對空氣質(zhì)量的要求越來越高，對于空氣中的有毒有害氣體，例如汗臭味、體臭味、香煙味及油煙味等都是人們所厭棄的。近年來，因室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量問題而導致的白血病、癌癥、呼吸道疾病、血液性疾病、死胎、畸形兒、皮膚病等病癥發(fā)病率逐年升高[1-3]。因此各種各樣的除臭劑如冰箱去味劑，廁所除臭劑，空氣清新劑等相繼上市，市場規(guī)模逐漸增大。國內(nèi)外將除臭劑的研究一直作為研究的重點，安全、高效、多功能除臭劑更是未來除臭劑發(fā)展的重點。

目前市面上除臭劑的種類很多，其中大多數(shù)產(chǎn)品的主要作用是氧化殺菌，其殺菌效果強，能夠根除產(chǎn)生臭氣的腐敗細菌，但對已經(jīng)產(chǎn)生于空氣中的臭氣很難快速去除，所以這類除臭劑的除臭效果不理想；另外，市面上還有一些其他產(chǎn)品，如香精、植物提取液等，能夠?qū)⒖諝庵械某魵夥肿尤芙馕?，卻很難達到殺滅腐敗細菌的目的，所以其除臭效果持久性差；兩種不同的除臭方法均不能實現(xiàn)有效的除臭[4-5]。此外，國內(nèi)外還有許多種空氣除臭劑。 固體劑型可分為膏型和顆粒型。 液體制劑可分為揮發(fā)性和噴霧型。因此，根據(jù)以上資料顯示，除臭劑還有很大的發(fā)展前景。

為此本文制備一種新型銀系除臭凝膠，該凝膠采用富里酸銀作為主要成分[6-10]，再添加海藻酸鈉作為穩(wěn)定劑制備而成。其結合了銀離子抑菌殺菌和有著“黃金物質(zhì)”之稱的富里酸的選擇性特性、抑制或補充機體的免疫反應能力等全部優(yōu)點，真正做到除醛、除菌、除異味。

1 實驗部分

1.1 藥品和儀器

富里酸銀(微反應器法制備)，海藻酸鈉(天津市大茂化學試劑廠)，氯化鈣二水(分析純 含量74% 天津市致遠化學試劑有限公司)，甲醛溶液 (分析純 含量37% 天津市致遠化學試劑有限公司)，去離子水(自制)。

傅里葉紅外光譜儀(WQF-510A 北京瑞利分析儀器有限公司)，熱重分析儀(Q500 Waters公司)，超聲波清洗器(KQ2200 昆山市超聲儀器有限公司)，智能玻璃恒溫水浴鍋(SYP 鞏義市予華儀器有限責任公司)，電子天平(FA2204B 上海佑科儀器儀表有限公司)。

1.2 富里酸銀-海藻酸鈉凝膠制備工藝

首先用電子天平稱取5份質(zhì)量均為2g的海藻酸鈉(研成粉末)；然后配置100mL濃度為1%的氯化鈣溶液；再用量筒量取100mL蒸餾水倒入250mL燒杯中，將燒杯置于智能玻璃恒溫水浴鍋中加熱至80℃時再按不同質(zhì)量比(富里酸銀與海藻酸鈉質(zhì)量比為0、0.3∶1、0.5∶1、0.7∶1、0.9∶1)緩慢加入海藻酸鈉、富里酸銀混合物后在超聲和高速攪拌的條件下互混，待完全溶解(大約10min)形成均一粘稠液后再將該粘稠液在不同規(guī)格橡膠盒中鋪成大約2mm厚，放在100mL濃度為1%的氯化鈣溶液中浸泡10min后，再用流水沖洗5min，除去殘存的氯化鈣，密封保存，即得到富里酸銀-海藻酸鈉凝膠。

具體操作流程如圖1所示。

圖1 除臭凝膠制備流程圖

1.3 性能表征

1.3.1 FA-Ag系列除臭凝膠的紅外譜圖分析

圖2 FA-Ag系列除臭凝膠紅外光譜圖

從圖2可知FA-Ag系列除臭凝膠在1350 cm-1附近出現(xiàn)一個尖銳的強峰，在1600 cm-1附近出現(xiàn)一個較寬弱譜帶，根據(jù)有關資料得知產(chǎn)生這種變化的原因應該是FA分子與Ag+之間發(fā)生了反應。

由有關文獻可以得出結論：FA-Ag系列除臭凝膠中出現(xiàn)的1350 cm-1和1600 cm-1譜帶均為υC=O,1600 cm-1屬于金屬配位的COO-伸縮振動譜帶，可證明FA分子與Ag+通過絡合作用結合。

1.3.2 海藻酸鈉的紅外譜圖分析

圖3 海藻酸鈉紅外光譜圖

結合圖3，對海藻酸鈉特征峰進行分析； 1600 cm-1左右吸收峰是由COO-不對稱伸縮振動引起的窄峰，在1400 cm-1處吸收峰是由C-O的伸縮振動引起的窄峰。另外，由于C-的伸縮振動，在3650～3200cm-1處出現(xiàn)一個較寬的吸收峰。

1.3.3 富里酸銀-海藻酸鈉凝膠的紅外譜圖分析

圖4 富里酸銀-海藻酸鈉凝膠紅外光譜圖

將圖4與圖3對比發(fā)現(xiàn)，富里酸銀-海藻酸鈉凝膠在1600 cm-1處出現(xiàn)一個較寬的吸收峰，這是因為海藻酸鈉中的COO-基團與Ag+發(fā)生相互作用所致。與之相似，由于富里酸與海藻酸鈉離子間作用，導致在1050 cm-1附近處的小吸收峰消失了。

結合以上結果，可說明富里酸銀和海藻酸鈉可以發(fā)生如氫鍵等物理作用，所以本文所制得富里酸銀-海藻酸鈉凝膠是一種物理凝膠。

1.3.4 FA-Ag系列除臭凝膠的熱重分析

從圖5中可以看出：FA-Ag系列除臭凝膠熱重曲線與FA熱重曲線有明顯的區(qū)別，F(xiàn)A熱失重速率遠遠高于FA-Ag除臭凝膠的熱失重速率，該結果表明FA與Ag+在該實驗條件下發(fā)生了反應生成FA銀絡合物。該絡合物的生成使得自身的穩(wěn)定性顯著提高，從而當升溫至同一溫度如250 ℃時，F(xiàn)A-Ag系列除臭凝膠失重百分比約為5%～10%，遠低于FA的約為35%。

就FA-Ag系列除臭凝膠來說，其熱分解溫度隨著參加反應的Ag+含量的增加而逐漸升高。當溫度升高至250 ℃時，F(xiàn)A-Ag(1∶3)除臭凝膠失重質(zhì)量為總質(zhì)量12.50%，而FA-Ag(1∶10)除臭凝膠僅失重6.14 %。這是由于隨著參加反應的Ag+含量的增加，單個FA分子可以與更多個Ag+絡合，進而提高了除臭凝膠的穩(wěn)定性。FA-Ag系列除臭凝膠在升溫初期失重速率緩慢，當溫度升至150 ℃后便快速失重，對照FA分子熱失重曲線可看出，在150 ℃之前主要是FA分子自身發(fā)生分解，而150 ℃之后則主要發(fā)生FA與Ag+之間絡合作用發(fā)生分解。

圖5 FA-Ag系列除臭凝膠熱重情況

2 甲醛氣體含量的測定及結果分析

首先準備6個50mL的干凈燒杯，分別粘貼1、2、3、4、5、6字樣的標簽，量取6份HCHO含量均為37%的甲醛溶液于6個燒杯中，每份均為10mL；然后分別加入富里酸銀與海藻酸鈉質(zhì)量比為0.3∶1、0.5∶1、0.7∶1、0.9∶1的富里酸銀-海藻酸鈉凝膠和不添加富里酸銀的海藻酸鈉凝膠于1、2、3、4、5號燒杯中，5號燒杯作為空白對照，6號燒杯中加入與凝膠同等質(zhì)量的顆粒狀活性炭，密封，最后每隔10min用便攜式氣體濃度檢測儀測量一次甲醛氣體含量，共測量7次，并記錄下數(shù)據(jù)。

圖6 甲醛氣體含量(A)變化圖

圖6中0.3∶1、0.5∶1、0.7∶1、0.9∶1、0指富里酸銀與海藻酸鈉的質(zhì)量比，GAC指顆粒準活性炭。由圖6可以看出，對于富里酸銀和海藻酸鈉任意配比的凝膠，其均對甲醛有一定的吸附作用，且吸附效果在10min后基本趨于穩(wěn)定，但添加了富里酸銀的凝膠的吸附效果遠遠強于不添加富里酸銀的凝膠的吸附效果；在吸附時間達到50min后，添加了富里酸銀-海藻酸鈉凝膠的燒杯中甲醛氣體的含量平均減小到了0.1mg/L，當富里酸銀與海藻酸鈉質(zhì)量比為0.9∶1時，其對甲醛的吸附效果達到了不添加富里酸銀凝膠的10倍左右，將甲醛含量減小到了0.05mg/L，隨著富里酸銀在凝膠中所占比的增加，其對甲醛的吸附效果越來越明顯；另外，在加入顆粒狀活性炭的燒杯中，甲醛氣體的含量也明顯減少，最終穩(wěn)定在0.1mg/L左右，但相對于富里酸銀-海藻酸鈉凝膠的0.05mg/L，顯然顆粒狀活性炭的吸附性較差。

3 總結與討論

社會發(fā)展過程中產(chǎn)生了與當前綠色環(huán)保的社會建設理念相違背的環(huán)境污染問題，對目前生態(tài)環(huán)境造成嚴重的威脅，嚴重地影響著室內(nèi)外空氣質(zhì)量。而其中HCHO和H2S兩種氣體作為空氣中有毒有害氣體的主要成分，因此，文章選擇這兩種氣體作為衡量除臭效果的主要指標。另外，文章中對富里酸銀及富里酸銀-海藻酸鈉除臭凝膠分別進行了性能表征，紅外光譜分析表明富里酸與Ag+發(fā)生了絡合；熱重分析顯示當富里酸與Ag+質(zhì)量比為1∶10時，該除臭凝膠的穩(wěn)定性大大提高；通過吸附性能實驗得出，當富里酸銀與海藻酸鈉質(zhì)量比0.9∶1時吸附性能最好，使得甲醛氣體含量從0.299mg/L減小到0.05mg/L，蒜泥氣味含量從9.999mg/L減小到1.365mg/L，臭豆腐氣體含量從9.999mg/L減小到2.966mg/L，且對于同等質(zhì)量的富里酸銀-海藻酸鈉凝膠和顆粒狀活性炭，富里酸銀-海藻酸鈉凝膠的吸附性能明顯優(yōu)于顆粒狀活性炭。