專利名稱：原位生成原電池的快速脫氧劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鮮果、蔬菜、海鮮、豆制品、肉制品等食品儲(chǔ)存保鮮技術(shù)領(lǐng)域，涉及將氣 體介質(zhì)中的氧吸收除去的脫氧劑及其制備方法，特別涉及原位生成原電池的快速脫氧劑及 其制備方法。
背景技術(shù)：
食品的儲(chǔ)存或保鮮中使用的脫氧劑主要分為無(wú)機(jī)脫氧劑和有機(jī)脫氧劑兩大類，其 中以鐵粉為主要成分的鐵系無(wú)機(jī)脫氧劑因其除氧效果好、安全性高、成本低而得到廣泛的 應(yīng)用。但普通的鐵系脫氧劑要使封存空間的氧濃度降低至以下，一般耗時(shí)較長(zhǎng)，對(duì)于ー 些易變質(zhì)食品或特殊物品的儲(chǔ)藏，尤其是ー些在高溫、高濕、高鹽的環(huán)境中，由于不能及時(shí) 將空間中的氧氣除去，而在氧濃度降低到安全范圍之前，被儲(chǔ)藏的食品或特殊物品出現(xiàn)氧 化變質(zhì)的現(xiàn)象?？焖倜撗鮿┛梢蕴岣呙撗鮿┑奈跛俾剩缦蝮w系催化劑中加入大量氯化鉀、氯 化鈣等鹵化物和用于吸收氣體及含有水份的添加物，來(lái)促進(jìn)鐵粉的氧化反應(yīng)，但促進(jìn)效果 不明顯，還因単位吸氧量所需脫氧劑的表觀使用量増加，額外增加了經(jīng)濟(jì)成本。另外，也有 通過(guò)不同的途徑降低鐵粉顆粒的大小，提高鐵粉的除氧活性來(lái)促進(jìn)脫氧劑的吸氧速率，如 萬(wàn)紅敬等[萬(wàn)紅敬，王曉梅，黃紅軍等.機(jī)械球磨制備快速鐵系吸氧劑.包裝工程，2010， 31(11) :67 70]報(bào)道了一種鐵系快速吸氧劑，將還原鐵粉、銅粉和石墨按一定配比通過(guò)高 能球磨機(jī)械合金化，構(gòu)成微原電池，以促進(jìn)鐵的氧化反應(yīng)，但是該方法操作較復(fù)雜，機(jī)械球 磨能耗大，成本高，所得金屬粉末的混合均勻度有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種原位生成原電池的快速脫氧 劑及其制備方法。本發(fā)明的快速脫氧劑能高效、快速、較為徹底地脫氧，其制備方法エ藝簡(jiǎn) 單，成本低廉。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案。原位生成原電池的快速脫氧劑，按質(zhì)量計(jì)，各組分含量為原電池45 65%，催化劑5 15%，填充劑15 30%，硫酸0.15 1.2%，水11 15%。本發(fā)明所述原電池為陽(yáng)極物質(zhì)與陰極物質(zhì)反應(yīng)后原位生成的腐蝕微電池；所述催 化劑為原電池的電解質(zhì)。本發(fā)明所述原電池的陽(yáng)極物質(zhì)為還原鐵粉或鋅粉；所述陰極物質(zhì)為金屬鹽類，包 括硫酸銅、氯化銅、氯金酸、氯鉬酸或氯鉬酸鉀。
本發(fā)明所述還原鐵粉或鋅粉與金屬鹽類的金屬成分的質(zhì)量比為1 (0.0001
0.05)。本發(fā)明所述填充劑為活性炭、二氧化硅、高嶺土、硅藻土、膨潤(rùn)土、碳化稻殼或炭纖維中的一種或兩種以上。本發(fā)明所述催化劑為氯化鈉、氯化鉀或氯化鈣中的一種或兩種。本發(fā)明還提供一種原位生成原電池的快速脫氧劑的制備方法，包括以下步驟(1)按配方分別稱量原電池的陽(yáng)極物質(zhì)、原電池的陰極物質(zhì)、催化劑、填充劑、硫酸和水；(2)將硫酸溶于水中配制成硫酸溶液，將催化劑和原電池的陰極物質(zhì)溶解于上述硫酸溶液中，再加入陽(yáng)極物質(zhì)并快速攪拌，反應(yīng)后原位生成原電池；(3)向步驟O)制得的原電池中立即加入填充劑并混合均勻，制得原位生成原電池的快速脫氧劑。本發(fā)明所述硫酸溶液中硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1 10%。本發(fā)明所述溶解的方式為手動(dòng)攪拌、機(jī)械攪拌或超聲溶解。本發(fā)明所述還原鐵粉的尺寸為80 100目，鋅粉的純度為90 100%。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下顯著的有益效果(1)原電池的構(gòu)成顯著提高了鐵粉的吸氧速率，與機(jī)械球磨混合的鐵系復(fù)合粉末相比，加入陰極物質(zhì)原位生成的金屬單質(zhì)作為原電池的陰極，直接分布在鐵粉顆粒表面，與鐵粉接觸面積大，構(gòu)成大量的吸氧腐蝕微電池，顯著提高了脫氧劑的吸氧率。(2)原電池的原位構(gòu)成大大簡(jiǎn)化了脫氧劑的制備工藝，從而降低了經(jīng)濟(jì)成本。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)地說(shuō)明，但是本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不僅限于此。實(shí)施例1將0. 12g硫酸溶于1. 08g水中配制質(zhì)量濃度為10%的硫酸溶液，將0. 5g氯化鉀和1. 073g五水硫酸銅(按質(zhì)量比Cu ！^ = 0. 05 1換算得)超聲溶解于1. 20g上述硫酸溶液中，加入5. 5g 100目還原鐵粉，快速攪拌均勻，生成i^e-Cu原電池；加入0.4g二氧化硅、1.4g活性炭，快速混合均勻，制成原位生成原電池的快速脫氧劑。測(cè)定脫氧劑的吸氧速率，評(píng)價(jià)其吸氧能力。具體方法為將制得的脫氧劑置于容積為2500mL的密封廣口瓶中，廣口瓶連有測(cè)氧儀，記錄經(jīng)過(guò)不同處理時(shí)間后該容器內(nèi)的氧氣濃度，評(píng)價(jià)脫氧劑的吸氧速率。結(jié)果如表1所示。由表1可知，經(jīng)過(guò)本發(fā)明的脫氧劑處理5小時(shí)后，密閉容器內(nèi)的氧氣濃度降至 6. 5%,24小時(shí)后降至1. 5%，說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例1制備的的脫氧劑具有快速脫氧能力。實(shí)施例2將0. 0625g硫酸溶于1. 1875g水中配制質(zhì)量濃度為5%的硫酸溶液，將1. Og氯化鈉、0. 107g 二水氯化銅(按Cu Fe = 0. 008 1換算得)依次溶解于1. 25g上述硫酸溶液中，加入5. Og 100目還原鐵粉，快速攪拌均勻，生成i^e-Cu原電池；加入0.5g 二氧化硅、
1.5g活性炭，快速混合均勻，制成原位生成原電池的快速脫氧劑。
測(cè)定脫氧劑的吸氧速率，評(píng)價(jià)其吸氧能力。具體方法為將制得的脫氧劑置于容積為2500mL的密封廣口瓶中，廣口瓶連有測(cè)氧儀，記錄經(jīng)過(guò)不同處理時(shí)間后該容器內(nèi)的氧氣濃度，評(píng)價(jià)脫氧劑的吸氧速率。結(jié)果如表1所示。由表1可知，經(jīng)過(guò)本發(fā)明的脫氧劑處理5小時(shí)后，密閉容器內(nèi)的氧氣濃度降至
5.9%,24小時(shí)后降至1. 2%，說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例2制備的的脫氧劑具有快速脫氧能力。實(shí)施例3將0. 015g硫酸溶于1. 485g水中配制質(zhì)量濃度為的硫酸溶液，將0. 5g氯化鉀、 0. 0013g六水氯鉬酸(Pt Fe = O. 0001)依次溶解于1. 5g上述硫酸溶液中，加入5. Og 100 目還原鐵粉，快速攪拌均勻，生成!^e-Pt原電池；加入0. Sg高嶺土、1. Og 二氧化硅、1. 2g炭纖維，快速混合均勻，制成原位生成原電池的快速脫氧劑。測(cè)定脫氧劑的吸氧速率，評(píng)價(jià)其吸氧能力。具體方法為將制得的脫氧劑置于容積為2500mL的密封廣口瓶中，廣口瓶連有測(cè)氧儀，記錄經(jīng)過(guò)不同處理時(shí)間后該容器內(nèi)的氧氣濃度，評(píng)價(jià)脫氧劑的吸氧速率。結(jié)果如表1所示。由表1可知，經(jīng)過(guò)本發(fā)明的脫氧劑處理5小時(shí)后，密閉容器內(nèi)的氧氣濃度降至
6.6%,24小時(shí)內(nèi)降至0. 2%，說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例3制備的的脫氧劑具有快速脫氧能力。實(shí)施例4將0. 0625g硫酸溶于1. 1875g水中配制質(zhì)量濃度為5%的硫酸溶液，將1. 5g氯化鈉、0. 156g無(wú)水硫酸銅(按Cu Zn = 0. 008 1換算得)依次溶解于1. 25g上述硫酸溶液中，加入5. Og 100目還原鐵粉，快速攪拌均勻，生成Si-Cu原電池；加入0.5g高嶺土、1.5g 硅藻土，快速混合均勻，制成原位生成原電池的快速脫氧劑。測(cè)定脫氧劑的吸氧速率，評(píng)價(jià)其吸氧能力。具體方法為將制得的脫氧劑置于容積為2500mL的密封廣口瓶中，廣口瓶連有測(cè)氧儀，記錄經(jīng)過(guò)不同處理時(shí)間后該容器內(nèi)的氧氣濃度，評(píng)價(jià)脫氧劑的吸氧速率。結(jié)果如表1所示。由表1可知，經(jīng)過(guò)本發(fā)明的脫氧劑處理5小時(shí)后，密閉容器內(nèi)的氧氣濃度降至 7.5%,24小時(shí)后降至1. 4%，說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例4制備的的脫氧劑具有快速脫氧能力。實(shí)施例5將0.07g硫酸溶于1.33g水中配制質(zhì)量濃度為5%的硫酸溶液，將l.Og氯化鉀、 0. 5g無(wú)水氯化鈣、0. 105g五水硫酸銅(按質(zhì)量比Cu !^e = 0. 006 1換算得)用磁力攪拌器溶解于1. 4g上述硫酸溶液中，加入4. 5gl00目還原鐵粉，快速攪拌均勻，生成i^e-Cu原電池；加入0. 5g高嶺土、1. Sg活性炭，快速混合均勻，制成原位生成原電池的快速脫氧劑。測(cè)定脫氧劑的吸氧速率，評(píng)價(jià)其吸氧能力。具體方法為將制得的脫氧劑置于容積為2500mL的密封廣口瓶中，廣口瓶連有測(cè)氧儀，記錄經(jīng)過(guò)不同處理時(shí)間后該容器內(nèi)的氧氣濃度，評(píng)價(jià)脫氧劑的吸氧速率。結(jié)果如表1所示。由表1可知，經(jīng)過(guò)本發(fā)明的脫氧劑處理5小時(shí)后，密閉容器內(nèi)的氧氣濃度降至 4.0%,24小時(shí)后降至0. 1%，說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例5制備的的脫氧劑具有快速脫氧能力。實(shí)施例6將0. 0625g硫酸溶于1. 1875g水中配制質(zhì)量濃度為5%的硫酸溶液，將0. 6g氯化鉀、0. 0066g六水氯鉬酸(按質(zhì)量比Pt ！^ = 0. 0004換算得)依次溶解于1. 25g上述硫酸溶液中，加入5. 5g 100目還原鐵粉，快速攪拌均勻，生成!^e-Pt原電池；加入1.3g炭纖維，快速混合均勻，制成原位生成原電池的快速脫氧劑。測(cè)定脫氧劑的吸氧速率，評(píng)價(jià)其吸氧能力。具體方法為將制得的脫氧劑置于容積為2500mL的密封廣口瓶中，廣口瓶連有測(cè)氧儀，記錄經(jīng)過(guò)不同處理時(shí)間后該容器內(nèi)的氧氣濃度，評(píng)價(jià)脫氧劑的吸氧速率。結(jié)果如表1所示。由表1可知，經(jīng)過(guò)本發(fā)明的脫氧劑處理3小時(shí)后，密閉容器內(nèi)的氧氣濃度降至 5. 4%，7小時(shí)后降至0. 1%，說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例6制備的脫氧劑具有快速脫氧能力。比較例1以現(xiàn)有技術(shù)的還原鐵粉作為脫氧劑，與本發(fā)明的脫氧劑進(jìn)行脫氧效果比較。將0. 0625g硫酸溶于1. 1875g水中配制質(zhì)量濃度為5%的硫酸溶液，將1. Og氯化鈉溶解于上述1.25g濃度為5%的硫酸溶液中，加入5. Og 100目還原鐵粉，快速攪拌均勻； 加入0. 5g 二氧化硅、1. 5g活性炭，快速混合均勻，制成普通鐵系脫氧劑。測(cè)定脫氧劑的吸氧速率，評(píng)價(jià)其吸氧能力。具體方法為將制得的脫氧劑置于容積為2500mL的密封廣口瓶中，廣口瓶連有測(cè)氧儀，記錄經(jīng)過(guò)不同處理時(shí)間后該容器內(nèi)的氧氣濃度，評(píng)價(jià)脫氧劑的吸氧速率。結(jié)果如表1所示。由表1可知，用該普通脫氧劑處理M小時(shí)，密閉容器內(nèi)濃度僅降至4. 9%，吸氧速率慢，脫氧能力相對(duì)較差。本發(fā)明的脫氧劑與現(xiàn)有技術(shù)相比，吸氧速率顯著提高。表1脫氧劑的吸氧能力評(píng)價(jià)
權(quán)利要求
1.原位生成原電池的快速脫氧劑，其特征在于，按質(zhì)量計(jì)，所述快速脫氧劑的各組分含量為原電池45 65%，催化劑5 15%，填充劑15 30%，硫酸0. 15 1. 2%,水11 15%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位生成原電池的快速脫氧劑，其特征在于，所述原電池為陽(yáng)極物質(zhì)與陰極物質(zhì)反應(yīng)后原位生成的腐蝕微電池；所述催化劑為原電池的電解質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原位生成原電池的快速脫氧劑，其特征在于，所述原電池的陽(yáng)極物質(zhì)為還原鐵粉或鋅粉；陰極物質(zhì)為金屬鹽類，包括硫酸銅、氯化銅、氯金酸、氯鉬酸或氯鉬酸鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求廣3之一所述的原位生成原電池的快速脫氧劑，其特征在于，所述還原鐵粉或鋅粉與金屬鹽類的金屬成分的質(zhì)量比為1 :(0. 000Γ0. 05)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的原位生成原電池的快速脫氧劑，其特征在于，所述填充劑為活性炭、二氧化硅、高嶺土、硅藻土、膨潤(rùn)土、碳化稻殼或炭纖維中的一種或兩種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的原位生成原電池的快速脫氧劑，其特征在于，所述催化劑為氯化鈉、氯化鉀或氯化鈣中的一種或兩種。
7.權(quán)利要求廣6之一所述的原位生成原電池的快速脫氧劑的制備方法，其特征在于， 包括以下步驟(1)按配方分別稱量原電池的陽(yáng)極物質(zhì)、原電池的陰極物質(zhì)、催化劑、填充劑、硫酸和水；(2)將硫酸溶于水中配制成硫酸溶液，將催化劑和原電池的陰極物質(zhì)溶解于上述硫酸溶液中，再加入陽(yáng)極物質(zhì)并快速攪拌，反應(yīng)后原位生成原電池；(3)向步驟(2)制得的原電池中立即加入填充劑并混合均勻，制得原位生成原電池的快速脫氧劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述硫酸溶液中硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1 10%。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述溶解的方式為手動(dòng)攪拌、機(jī)械攪拌或超聲溶解。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了原位生成原電池的快速脫氧劑及其制備方法。本發(fā)明的快速脫氧劑包含的各組分含量為原電池45~65%，催化劑5~15%，填充劑15~30%，硫酸0.15~1.2%，水11~15%。本發(fā)明的快速脫氧劑的制備方法包括以下步驟將催化劑和原電池的陰極物質(zhì)溶解于硫酸溶液中，加入原電池的陽(yáng)極物質(zhì)，快速攪拌，生成原電池，加入填充劑立即混合均勻，制得快速脫氧劑。本發(fā)明的快速脫氧劑由于原電池的構(gòu)成顯著提高了鐵粉的吸氧速率，能快速、高效、較為徹底地脫氧；本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn)單、成本低廉。
文檔編號(hào)A23L3/3436GK102429312SQ20111033701
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者何麗芳, 葉代啟, 郭園園, 陳禮敏 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)