5.9.1 植物液除臭的基本原理

5.9.1 植物液除臭的基本原理

植物液除臭是通过喷雾设备将植物液雾化,形成雾状,让雾化后的分子均匀地分散在空气中,雾化分散的液滴粒径≤10μm,液滴具有很大的比表面积和表面能,液滴的表面不仅能有效地吸附异味分子,削弱其化合键,使其不稳定性增加,植物液中含有多个共轭双键体系,具有较强的提供电子对的能力,这样又增加了异味分子的反应活性容易与其他分子发生分解、聚合、取代、置换和加成等化学反应,促使异味分子发生改变了原有的分子结构,使之失去臭味,反应的最后产物为无害的分子[103]。植物液与异味分子的反应以下几种。

(1)酸碱反应。如植物提取液中含有生物碱,它可以与H2S等酸性恶臭分子反应。与一般酸碱反应不同的是,一般的碱是有毒且不可食用,不能生物降解,而天然植物提取液能进行生物降解,且无毒,植物除臭液为有机成分,具有可生化性即能够自行降解,因而不会产生二次污染。

(2)催化氧化反应。如H2S在一般情况下,不能与空气中的氧进行快速反应。但在天然植物提取液的催化用下,可以与空气中的O2发生快速反应。

以硫化氢(H2S)的反应为例:

又如,硫醇在空气的氧化反应:

(3)路易斯酸碱反应。在有机化学中,能吸收电子云的分子或原子团称为路易斯酸,在有机硫的化合物中,硫原子的外层有空轨道,可以接受外来的电子云,因此可称这类有机物为路易斯酸。相反,能提供电子云的分子或原子团称路易斯碱。一般带负电荷的原子团,含氮的有机物属于路易斯碱。例如,苯硫醚与天然植物提取液的反应,属于这一类。苯硫醚是一个路易斯酸,而在其中的含氮化合物属路易斯碱。两者可以反应。

(4)热力学角度。经过雾化的天然植物提取液液滴,其粒径小于10μm。在这种情况下,液滴的表面能已达到一些有机化合物键能的1/3和1/4,可以吸引恶臭分子,恶臭分子与植物液发生吸收反应而被去除,植物液通过破坏恶臭分子中的键,使它们不稳定,易分解。

(5)氧化还原反应。例如,甲醛具有氧化性,在天然植物提取液中有的有效分子具有还原性。它们可以直接进行反应。

与甲醛和氨的反应:

植物液是利用以下几种力来发挥作用的:范德华力、偶合力、化学反应力及吸引力。

植物液除臭有以下阶段:植物液靠范德华力与恶臭分子结合,恶臭分子因为和植物液发生化学反应而被消除。

另外,天然植物除臭液还可以消除Cl2和CO2,它是通过在微粒的周围产生电晕作用,电晕产生后,气体分子和植物液结合从而被除去。

植物液与部分恶臭分子的反应见表5-12。

表5-12 恶臭分子与植物液的反应类型