[發明專利]一種超聲霧化輔助電離放電生成氫氧自由基的方法

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• 申請號: 201410612133.4
• 申請日: 2014-11-04
• 公開（公告）號: CN104437300A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 華文蔚
• 申請（專利權）人: 華文蔚
• 主分類號: B01J19/08
• 分類號: B01J19/08;B01J19/10;A61L2/22;A61L101/22
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 徐鵬飛

技術領域

本發明涉及一種超聲霧化輔助電離放電生成氫氧自由基的方法。

背景技術

對于表面的消毒滅菌方法有如下幾類：

1、傳統熱殺菌技術

傳統的加熱殺菌是一種有效的殺菌方法，它能夠殺死各種微生物，而且殺菌程度可以準確控制。熱殺菌方法雖然應用廣泛，但該方法所需的高溫容易導致熱敏性成分分解和揮發性成分散失，而且能耗也較高，很容易損傷精密醫療儀器。

2、非熱殺菌技術

(1)紫外線：可以殺滅各種微生物，包括細菌繁殖體、芽胞、分支桿菌、病毒、真菌、立克次體和支原體等，具有廣譜性。其殺菌原理是通過紫外線對細菌、病毒等微生物的照射，以破壞其機體內DNA(去氧核糖核酸)的結構，使其立即死亡或喪失繁殖能力。DNA對波長254nm的紫吸收最強。紫外線光衰較大，壽命不長；紫外線的殺菌效果與其照射強度和總的照射量有關。紫外線只能沿直線傳播，輻射能量低，穿透力弱，僅能殺滅直接照射到的微生物，由于紫外線輻射對人體有傷害，因此絕對不允許有泄漏。

(2)環氧乙烷：廣譜滅菌劑，滅菌機理主要是其與細菌中分子相結合破壞菌體的細胞代謝。具有無死角、穿透力較強的優點。但是易燃易爆、有毒、有殘留。

(3)臭氧：臭氧是一種廣譜殺菌劑，臭氧在空間擴散時，能迅速滲透到雜菌菌體和微生物的細胞壁，使其蛋白變性，破壞酶系統，使代謝過程終止而被殺滅。目前，臭氧在各行各業中應用最為廣泛。消毒環境溫度越高、濕度越小，臭氧越容易還原成氧氣，消毒效果越差；精密的小型醫療器械不能用臭氧消毒，極易腐蝕；臭氧的穿透力弱，對物體縱深處細菌殺滅能力低。

(4)過氧化氫：作用于微生物的機理與臭氧類似。一是氧化性使分子或原子電離，從而破壞細胞壁上脂鏈改變細胞壁通透性引起細胞死亡，二是過氧化氫進入菌體可與核酸中金屬離子反應，產生毒性羥基，作用于DNA的磷酸二酯鍵使其斷裂，并對DNA的四種堿基成分有破壞作用。溫度、濕度、有機物對過氧化氫的消毒都有影響。

(5)低溫等離子體滅菌技術：是近年來消毒滅菌領域的一種新的物理滅菌技術。低溫等離子特別適用于非耐熱和對濕熱敏感的滅菌。但是，低溫等離子也有其局限性，例如以下物品不宜使用低溫等離子滅菌器的材料：①一次性使用器械和物品；②液體或粉劑；③木質器械；④棉織物；⑤紗布；⑥不完全干燥的物品。

隨著大氣污染、裝修污染、傳染疾病日日加劇，人們已越來越重視生活、居住、工作的環境質量。但目前調節空氣質量的凈化產品，一是效果較差，二是滅菌、加濕、凈化的分離產品較多，其采用技術多是過濾、活性碳、臭氧等簡單技術，缺乏實用效果，因而目前還缺少一種行之有效的滅菌、調濕、凈化的綜合技術的產品，凈化空氣質量。

環境是人類生存和發展的物質基礎。隨著全球工業化的快速發展，環境污染日趨嚴重，直接影響了人類社會的可持續發展。近年來，先進氧化技術因其獨特的優勢和巨大潛在的應用前景，引起了學術界的重視，并進行了大量研究工作。先進氧化技術主張從根本上解決環境污染問題，實現零環境污染、零廢物排放，且具有高效性、普適性和氧化降解的徹底性等優點。其研究內容是羥基自由基(·OH)的產生及其誘發一系列的鏈反應，降解有機物、微生物等為CO2、H2O和微量無機鹽的化學反應過程。該技術是在不斷提高·OH產生效率和應用效率的基礎上發展起來的。

·OH是一種能凈化污染物的強氧化劑，是進攻性最強的化學物質之一，與氟的氧化能力相當，幾乎能與所有的生物大分子、有機物和無機物發生不同類型的化學反應；·OH的化學反應屬于游離基反應，速度極快，反應后不存在有毒有害的殘留物，剩余的·OH最終分解成無公害的H2O和O2。·OH的這些先進氧化特性使它能夠廣泛應用在污水深度處理等方面，是污染治理的綠色藥劑。解決先進氧化技術工程化的關鍵問題是如何制取高濃度、大產量的羥基自由基。產生羥基自由基傳統的方法有：過氧化氫法、電子輻射法、光催化法、水激勵法等。而常規產生羥基自由基方法存在的問題是：加工羥基自由基時需外加大量的催化劑、氧化劑等，存在二次污染、安全和增加成本等問題；受各種因素制約，多數工藝尚未實現高效、規模化生成高濃度羥基自由基，難以應用到實際污染物處理工程上。目前尚沒有采用超聲波霧化與強電離放電技術聯合生成羥基自由基的相關研究。