二氧化氯氣體的捕捉方法、濃度測定方法及捕捉劑的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種空氣中含有的低濃度的二氧化氯氣體的捕捉方法、濃度測定方法及捕捉劑。
【背景技術】
[0002]二氧化氯氣體是一種強力的氧化劑，例如，在室內(nèi)空氣環(huán)境中，使用于分解惡臭成分進行除臭的場合，或者對室內(nèi)漂浮的有可能會發(fā)生空氣感染的病毒或細菌進行消除、殺菌的場合等。
[0003]作為測定空氣中的二氧化氯氣體濃度的以往方法，例如可以列舉為使用利用氧化還原反應的電解式傳感器的方法，或使用碘溶液的氣體吸收法(例如，參照非專利文獻I)。
[0004]現(xiàn)有技術文獻
[0005]非專利文獻
[0006]非專利文獻1:國立醫(yī)藥品食品衛(wèi)生研宄所安全信息部，2007國際化學物質(zhì)簡潔評價文件N0.37 二氧化氯(氣體)，3.1作業(yè)環(huán)境的空氣監(jiān)控，第8頁

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的問題
[0008]二氧化氯氣體是一種不穩(wěn)定的物質(zhì)，容易分解，在使用電解式傳感器的方法(以下，簡稱為傳感器法)中作為標準氣體來使用非常困難。因此，在該傳感器法中，作為標準氣體，大部分情況下使用氯氣代替二氧化氯氣體，但是在將氯氣作為標準氣體使用時由于無法直接進行測定因此需要進行換算，其換算系數(shù)根據(jù)PH等的影響在0.5-2.5之間變化，或者根據(jù)氯氣產(chǎn)生條件等也會發(fā)生變化，存在容易產(chǎn)生測定誤差的問題。
[0009]另一方面，使用碘溶液的以往的氣體吸收法，如以下的化學反應式(I)及(2)所示，通過使二氧化氯氣體與碘溶液中的碘化物反應，使碘游離，通過碘滴定法或比色法等分析該碘，從而測定二氧化氯氣體的濃度。
[0010]在酸性條件下二氧化氯與碘化物(碘化鉀)的反應
[0011]2C102+10KI+8HC1 — 5I2+10KC1+4H20 (I)
[0012]在中性條件下二氧化氯與碘化物(碘化鉀)的反應
[0013]2C102+2KI — I2+2KC102 (2)
[0014]但是，例如在室內(nèi)空氣中使用的二氧化氯氣體，很多設定為非常低的濃度。例如，其濃度，高的時候至多在1ppm左右，更低的時候還有1ppb以下的情況。
[0015]在以往的氣體吸收法中，為了使低濃度的二氧化氯氣體被碘溶液吸收，很多情況下需要較長時間，在此期間，雖然生成的碘被碘化鉀等穩(wěn)定化，但在平衡狀態(tài)下存在游離狀態(tài)的碘，這種游離狀態(tài)的碘氣化并向空氣中逸出，因此成為產(chǎn)生負測定誤差的原因。
[0016]進一步，如以下化學反應式(3)所示，因為空氣中存在的臭氧(O3)與碘化物(例如碘化鉀)反應生成了碘，該臭氧的存在成為產(chǎn)生正測定誤差的原因。另外，據(jù)稱大氣中通常存在的臭氧(O3)約為10ppb-30ppb左右。
[0017]03+2KI+H20 — I2+2K0H+02 (3)
[0018]本發(fā)明的目的在于能夠正確測定空氣中含有的低濃度的二氧化氯氣體的濃度，從而可以在例如高靈敏度二氧化氯氣體濃度連續(xù)測定器的校正等中使用。
[0019]解決問題的方法
[0020]本發(fā)明的二氧化氯氣體捕捉方法的第一特征構成在于，該方法包含以下步驟:使用含有堿性物質(zhì)和碘化物的水溶液，使含有二氧化氯氣體的空氣與該水溶液接觸。
[0021]作用及效果
[0022]本構成的水溶液因為含有堿性物質(zhì)而呈堿性。
[0023]在二氧化氯氣體被含有碘化物的堿性的水溶液吸收時，如以下的化學反應式(4)-(6)所示，二氧化氯氣體與碘化物反應，生成穩(wěn)定的碘酸鹽和/或亞碘酸鹽(在堿性的水溶液中，作為非常穩(wěn)定的碘酸離子和/或亞碘酸離子存在)。
[0024]2C103+2KI+2K0H — K102+K103+2KC1+H20 (4)
[0025]6C102+5KI+6K0H — 5K103+6KC1+3H20 (5)
[0026]4C102+5KI+4K0H — 5K102+4KC1+2H20 (6)
[0027]S卩，根據(jù)本構成，即使暫時生成了碘，該碘會立即變成穩(wěn)定的碘酸鹽和/或亞碘酸鹽。因此，即使使含有低濃度的二氧化氯氣體的空氣與水溶液長時間接觸，也不可能因為碘的氣化而喪失碘。
[0028]另外，即使是在空氣中存在的臭氧(O3)被水溶液吸收的情況下，因為該臭氧會被水溶液中的堿性物質(zhì)分解，特別是，如果是大氣中通常存在的約為10ppb-30ppb左右的臭氧的話，能夠幾乎完全防止臭氧與碘化物反應而生成碘。
[0029]如上所述，如果使用本構成的二氧化氯氣體捕捉方法，那么無論是因為碘氣化而產(chǎn)生的測定誤差還是因為臭氧而產(chǎn)生的測定誤差都能夠防止，從而能夠?qū)械蜐舛鹊亩趸葰怏w的空氣進行正確測定。
[0030]第二特征構成在于，上述空氣中含有的二氧化氯氣體的濃度為0.0002ppm-5ppm。
[0031]作用及效果
[0032]根據(jù)本構成，即使是長時間進行吸收以使二氧化氯氣體離子化并被吸收捕捉，在此期間內(nèi)碘也不會釋放到空氣中，從而能夠正確測定空氣中含有的0.0002ppm-5ppm的非常低濃度的二氧化氯氣體的濃度。
[0033]第三特征構成在于，上述水溶液中的堿性物質(zhì)的濃度為0.0lN以上。
[0034]作用及效果
[0035]在水溶液中的堿性物質(zhì)濃度不足0.0lN的情況下，吸收的二氧化氯氣體與碘化物反應，碘會變得容易游離，同時用于離子化(通過上述二氧化氯氣體與碘化物的反應生成穩(wěn)定的碘酸鹽和/或亞碘酸鹽)的時間會變長，因此測定誤差恐會變大。但是，如果堿性物質(zhì)濃度在0.0lN以上的話，吸收的二氧化氯氣體的大部分會與碘化物迅速反應并離子化，因此能夠更確實地防止測定誤差的產(chǎn)生。
[0036]第四特征構成在于，上述水溶液中的碘化物的濃度為0.2g/L以上。
[0037]作用及效果
[0038]通過將水溶液中的碘化物的濃度設置為0.2g/L以上，吸收的二氧化氯氣體與碘化物更確實地反應，因此能夠進一步更確實地防止測定誤差的產(chǎn)生。
[0039]本發(fā)明的二氧化氯氣體濃度測定方法的特征構成在于，該方法是一種使用上述第一至第四特征構成中任一項所述的二氧化氯氣體捕捉方法的二氧化氯氣體濃度測定方法，該濃度測定方法包含通過離子色譜法測定與含有上述二氧化氯氣體的空氣接觸后的水溶液中的碘酸鹽和/或亞碘酸鹽的濃度的步驟。
[0040]作用及效果
[0041]根據(jù)本構成，由于水溶液中的碘酸鹽和/或亞碘酸鹽的濃度能夠使用離子色譜法通過濃縮來直接測定，因此能夠以更高精度正確測定空氣中含有的低濃度的二氧化氯氣體的濃度。
[0042]本發(fā)明的二氧化氯氣體濃度測定方法的特征構成在于，該方法是一種使用上述第一至第四特征構成中任一項所述的二氧化氯氣體捕捉方法的二氧化氯氣體濃度測定方法，該濃度測定方法包含將與含有上述二氧化氯氣體的空氣接觸后的水溶液變?yōu)樗嵝允沟庥坞x的步驟，和通過比色法或者碘滴定法測定上述碘的濃度的步驟。
[0043]作用及效果
[0044]根據(jù)本構成，通過將水溶液變?yōu)樗嵝?，如以下的化學反應式(7)及(8)所示，能夠從水溶液中的碘酸鹽和/或亞碘酸鹽中立刻游離出碘。因此，對于該水溶液可以通過使用公知的比色法或碘滴定法來測定碘濃度，從而能夠更加簡便地計算出空氣中含有的低濃度的二氧化氯氣體的濃度。
[0045]2K102+4H2S04+6KI — 4I2+4K2S04+4H20 (7)
[0046]K103+3H2S04+5KI — 3I2+3K2S04+3H20 (8)
[0047]本發(fā)明的二氧化氯氣體捕捉劑的特征構成在于，該捕捉劑是一種含有堿性物質(zhì)和碘化物的水溶液。
[0048]作用及效果
[0049]本構成的水溶液因為含有堿性物質(zhì)而呈堿性。
[0050]在二氧化氯氣體被含有碘化物的堿性的水溶液吸收時，如上述化學反應式
(4)-(6)所示，二氧化氯氣體與碘化物反應，生成穩(wěn)定的碘酸鹽和/或亞碘酸鹽(在堿性的水溶液中，作為非常穩(wěn)定的碘酸離子和/或亞碘酸離子存在)。
[0051]即，在本構成的水溶液中，即使暫時生成了碘，該碘會立即變成穩(wěn)定的碘酸鹽和/或亞碘酸鹽。因此，即使讓含有低濃度二氧化氯氣體的空氣與水溶液長時間接觸，也不可能因為碘的氣化而喪失碘。
[0052]另外，即使是在空氣中存在的臭氧(O3)被水溶液吸收的情況下，因為該臭氧會被水溶液中的堿性物質(zhì)分解，特別是，如果是大氣中通常存在的約為10ppb-30ppb左右的臭氧的話，能夠幾乎完全防止臭氧與碘化物反應而生成碘。
[0053]如上所述，根據(jù)本構成的二氧化氯氣體捕捉劑，能夠幾乎不伴隨碘的氣化損失和臭氧導致的碘生成，確實地捕捉空氣中含有的低濃度的二氧化氯氣體。
【具體實施方式】
[0054]實施方式
[0055]以下，對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0056]( 二氧化氯氣體捕捉劑)
[0057]本發(fā)明所涉及的二氧化氯氣體捕捉劑是一種含有堿性物質(zhì)和碘化物的水溶液。
[0058]作為可使用的堿性物質(zhì)，例如可列舉為氫氧化鋰、氫氧化鉀、氫氧化鈉等，但不限于此。另外，水溶液中的堿性物質(zhì)的濃度優(yōu)選為0.0lN以上，更優(yōu)選為0.1N-2N。
[0059]作為可使用的碘化物，例如可列舉為碘化鉀、碘化鈉等，但不限于此。另外，水溶液中的碘化物的濃度優(yōu)選為0.2g/L以上，更優(yōu)選為2g/L-50g/L。
[0060]( 二氧化氯氣體捕捉方法)
[0061]本發(fā)明所涉及的二氧化氯氣體捕捉方法包含以下步驟:使含有二氧化氯氣體的空氣與含有堿性物質(zhì)和碘化物的上述二氧化氯氣體捕捉劑接觸。
[0062]作為接觸方法，例如可列舉使用公知的氣泵吸取空氣，向上述二氧化氯氣體供給吸取的空氣的鼓泡法。例如，在用碘滴定法測定二氧化氯氣體濃度時，在具有50m3以上容積的室內(nèi)空間內(nèi)，以0.1L/分-1.0L/分的吸取速度，進行2小時-200小時的吸取、鼓泡即可。
[0063]本發(fā)明所涉及的二氧化氯氣體捕捉方法，能夠?qū)?.0002ppm-5ppm非常低濃度的二氧化氯氣體的空氣進行測定，當然，也能夠適用于含有更高