[发明专利]光激发二氧化氯纳米复合消毒凝胶及其制备和使用方法

说明书

本发明针对于现有缓释型前体二氧化氯产品存在的问题，提供了一种光激发二氧化氯纳米复合消毒凝胶及其制备和使用方法。本发明的光激发二氧化氯纳米复合消毒凝胶将亚氯酸盐与可见光响应的光催化纳米复合凝胶体系相结合，在可见光作用下，激发纳米光催化材料与水作用生成羟基自由基，所形成的羟基自由基进一步与复合消毒凝胶中的亚氯酸盐反应生产具有强氧化性二氧化氯及活性氯。不同于传统酸化方法制备二氧化氯，本发明二氧化氯形成是完全由光诱导羟基自由基和亚氯酸盐之间的反应触发而得，无需使用任何酸源，反应温和，安全。并且凝胶可有效存储光激发所生成的二氧化氯，可进一步降低二氧化氯的释放速度，延长其释放时间。

技术领域

本发明属于消毒剂技术领域，特别涉及一种光激发二氧化氯纳米复合消毒凝胶及其制备和使用方法。

背景技术

世界卫生组织将新冠病毒的传播方式分为四种：人际间传播，物表传播，飞沫传播和空气传播。最新的研究结果表明[Zhang,et al,2022]：我们除了需要注意新冠病毒的物表传播，更应该关注新冠病毒的空气传播，因为通过空气吸入导致新冠病毒的感染风险要比接触物体表面导致新冠病毒的传染风险大约高出1000倍。传统消毒技术大多采用喷洒或雾化方式，虽具有较好的瞬间消毒效果，但需要频繁进行，无法做到长期持续有效消毒，耗人工、消毒成本高昂，且缺乏实时空间主动消杀能力。而新一代消杀技术需具备以下特征：1)无需喷涂施工、低成本、长效快速；2)实时表面+空间消杀；3)人体安全、智能可控。

二氧化氯是目前公认的一种高效、低毒、快速、广谱的绿色消毒剂。然而，空气中高浓度的二氧化氯会损害人体呼吸道，对人体健康产生不良影响。二氧化氯的可控制备和低浓度释放是其应用的关键。当前，缓释型前体二氧化氯产品产生二氧化氯气体往往需要依赖酸以激活反应，且反应过程往往不可控，难以人为干预二氧化氯的产生。

光催化技术作为复合高级氧化技术的一种，是指光催化剂在光的照射下产生羟基自由基和氧自由基，使催化剂具有很强的氧化能力，可氧化分解各种有机化合物。目前，对光催化激发反应产生二氧化氯技术已有相关研究。中国专利申请CN113083171A提出一种复合光触媒的ClO₂缓释凝胶的制备方法，该方法采用固体酸为主要激活剂制备二氧化氯，该方法在凝胶中引入高分散型改性纳米二氧化钛的目的是待ClO₂逐渐释放完毕后，通过分布于凝胶骨架间的纳米TiO₂颗粒的光催化作用对吸附在凝胶表面的活性炭吸附物质进行净化。中国专利申请CN105849035A提供一种以照射可见光而产生二氧化氯的组合物。该专利提供一种以照射可见光而产生二氧化氯的组合物，其中，所述组合物包含(A)载持亚氯酸盐的多孔质物质与(B)二氧化钛，所述组合物为固体。使用该发明的组合物时能够以照射可见光区域的光而产生实用量的二氧化氯。此外，能够以调节照射的光的量而容易地调节二氧化氯的产生量。但是，该方法仅仅实现光激发二氧化氯的制备，所制备的二氧化氯无法做到缓释，易导致中局部环境二氧化氯释放浓度过高。

因此，有必要对缓释型前体二氧化氯产品做进一步研发。

发明内容

本发明针对于现有缓释型前体二氧化氯产品存在的问题，提供了一种光激发二氧化氯纳米复合消毒凝胶及其制备和使用方法。本发明的光激发二氧化氯纳米复合消毒凝胶将亚氯酸盐与可见光响应的光催化纳米复合凝胶体系相结合，在可见光作用下，激发纳米光催化材料与水作用生成羟基自由基，所形成的羟基自由基进一步与复合消毒凝胶中的亚氯酸盐反应生产具有强氧化性二氧化氯及活性氯(Reactive chlorine species)。不同于传统酸化方法制备二氧化氯，本发明二氧化氯形成是完全由光诱导羟基自由基和亚氯酸盐之间的反应触发而得，无需使用任何酸源，反应温和，安全。并且凝胶可有效存储光激发所生成的二氧化氯，可进一步降低二氧化氯的释放速度，延长其释放时间。

本发明的技术方案之一为，一种光激发二氧化氯纳米复合消毒凝胶，由固体组分和液体组分组成；