师程程 陈浩发
(河北工程大学,河北邯郸 056038)
图1 设计思路
女贞子果实来源于路边、公园的绿化景观树,其果实自生自灭无人采摘。菠菜是最常见的蔬菜,种植量大,价格便宜。女贞子果实中含有一定量的熊果酸,菠菜中含有丰富的三价铁离子,本项目以水作溶剂提取两者的有效成分,熊果酸的萜类和羧酸结构可以和人体代谢产物的异味物质反应生成无味无害的物质,而菠菜中的草酸和三价铁不仅可以吸收硫化氢、硫醇等有害有异味的气体,也有增强熊果酸除异味的作用[1],两者的提取物按一定配比混合开发出对人体无害、对环境无污染,且可以彻底消除卫生间和下水道异味的除味剂产品。
(1)该产品的原料特点:绿色环保[2]、废物利用、来源广泛、价格便宜。并且对人体无害,对环境无害,符合绿色化学的理念。(2)依据异味物质理化性质从理化作用机制的角度彻底清除卫生间和下水道的异味。(3)产品包装可实现自动化定量使用,随着卫生间的冲洗完成,不额外增加人工操作。
(1)有异味空气样品的采集及其化学组成的成分和结构的分析检测。(2)女贞子果实和菠菜中有效成分的提取及分析检测。(3)卫生间和下水道异味清除剂的配方研制。
(1)卫生间和下水道异味物质的组成和结构的确定。(2)女贞子果实和菠菜中有效成分组成的定性、定量分析结果。(3)开发出新产品配方及其实验结果。
图2 配方研发
资料显示卫生间和下水道得异味来源于排泄物和有机质微生物分解产生的粪臭素、吲哚、硫化氢、硫醇、氨气和胺类等物质[3],卫生间下和水道长时间的反味现象是由于粪臭素、吲哚、硫醇等有机物被微生物再次分解生成的硫化氢和氨气。本产品通过实地空气采样和理论模拟两种途径,依据其所含官能团特性,用物理化学手段进行定性定量分析检测异味物质的组成成分和结构。
资料显示女贞子果实中含有一定量的熊果酸,菠菜中含有一定量的三价铁和草酸,熊果酸和草酸的羧基可以和氨气、胺类和吲哚类物质反应转化成无色无味易溶于水的盐类物质,而三价铁的强氧化性可以将硫化氢和硫醇类物质氧化为无色无味的单质硫和含二硫键类的物质。以水做提取剂,提取女贞子果和菠菜中的有效成分,按一定的比例进行配比,通过实验得出除臭剂的最佳配方。
该产品以化学实验原理和化学理论为基础,通过大量的实验验证。具有极强的科学性。
通过市场调研、网上商城调研和大量资料的查阅,目前市售空气清新剂和除臭剂产品包含了多种化学物质,如丁烷、乳化剂、香料等,其作用机理是通过空气清新剂散发出的香气来掩盖空气中的异味物质的气味,而不能吸收或消除有异味的物质,其缺点是增加了空气中的化学物质、不能从根本上消除异味。本产品用生活中常见的绿色环保材料女贞子果实和菠菜制得,原料绿色环保、变废为宝,可以吸收有异味的气体物质,可以和产生有异味气体的物质反应改变其结构和性质,并具有防菌灭菌防止其在管道内短时间发生腐变的作用,从根本上消除卫生间和下水道的异味[4],具有较高的先进水平。
将得到的浸出液分别做紫外光谱与红外光谱(KBr压片法),得到结果如图3所示。
图3 紫外光谱与红外光谱图像
从紫外光谱和红外光谱的吸收峰来看,有关键化学物质对应的吸收峰,通过模拟除臭测试发现可以达到很好的去味效果,说明新型绿色环保异味清除剂合成成功。