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天然甲醛消除剂的研究

                             孙鹏程    高婷

（１．兴科理化研究所，徐州　４３００７０；２．中国矿业大学，徐州４３００７０　）

摘要：鉴于室内空气甲醛污染的危害，根据化学消醛剂的原理从中草药植物中找出了能消除甲醛的有效成分并制成甲醛消除剂，对其进行性能检测发现，该甲醛消除剂可快速、有效地消除室内空气中的甲醛。

关键词：室内空气；甲醛；污染；中草药；甲醛消除剂

中图分类号：ＴＳ９７６．１４　　　　　　　　文献标示码：Ａ　　　　　　　文章编号：１００９－４７２５（２００５）１２－００２６－０４

一．前言

随着人民生活水平的不断提高，室内装饰装修已走进千家万户，装修材料释放的甲醛已成为室内空气中的主要污染物。如果室内空气中甲醛浓度过高，长时间生活在室内的人们均会出现不同程度的头晕和呼吸道症状，还会引起全身多种器官的损害，是引起不良建筑物综合症（ＳＢＳ）的罪魁祸首，人的一生中约８０％的时间是在室内度过的，因此室内环境质量的好坏直接影响到人体健康，所以室内甲醛污染治理非常重要。

二．消除甲醛的机理

目前，治理甲醛污染的方法主要有以下三种：一是使用活性炭或某些绿色植物；二是通风透气；三是使用化学药剂。活性炭或某些绿色植物的吸附速率慢，对新装修几个月的室内的甲醛的去除不明显。这是因为空气要与活性炭或某些绿色植物接触才能起吸附作用，同时活性炭的吸附会达到饱和，从而失去吸附作用。由于板中甲醛的释放期长，因此通风透气的方法不能***消除甲醛污染。第三个方法是选用与甲醛反应的化学药剂进行消除，消除甲醛的效***且***，是较快速、有效地减少室内甲醛污染的方法。化学消醛剂基本可分为三类：类是能氧化甲醛的氧化剂，如过硼酸钠，次氯酸，过氧化氢等；***类是氨的衍生物，如尿素，氨基尿等，第三类是具有次甲基活泼氢的化合物，如丙二酸二甲酯，乙酰乙酸甲酯等。但化学消醛剂容易带来二次污染，为了创造一个清洁、***、***的生存环境，制备出一种***的甲醛消除剂将具有很大的意义。美国的一项研究认为含羰基和氮的五元杂环化合物具有很好的消醛效果，其中包括环脲化合物，其分子中的亚胺基团和甲醛的亲核加成反应速度很快。美国的另一项研究对一些消醛剂的消醛效果进行了比较，认为含有亚胺基团的杂环化合物，都具有很好的消醛效果。

我们根据化学消醛剂的基本原理，从天然中草药中寻找出能消除甲醛的有效成分。生物碱是一类含氮的有机化合物，存在于自然界（一般指植物界，但动物界也存在），有似碱的性质。吲哚类生物碱又是生物碱中结构最复杂、数量最多的一类，其中含有氨基－ＮＨ２或亚氨基－ＮＨ－活性基团，可与甲醛发生亲核加成反应，而迅速将甲醛变成***物质。其反应机理

如下所示：　　在药液微碱性条件下，ＯＨ－***攻－ＮＨ　：

中草药中含有吲哚类生物碱的为十字花科植物中的青黛、板蓝根等。以青黛为例，其有效成分为：

其次，提取物中含有ａ－Ｈ的醛类物质，它们也易与甲醛发生羟醛缩合反应。以鱼腥草中的癸酰乙醛为例，与甲醛反应可表示如下：

当提取物中含有醇羟基或酚羟基的活性成份，由于电子效应的影响，羟基—ＯＨ中的Ｈ　较活泼，是一类活泼的亲电试剂，易与甲醛发生亲电反应。它们与甲醛发生亲电加成的机理可表示如下：

三．实验部分

根据消除甲醛的反应机理，我们从苦木、吴茱萸、青黛、鱼腥草、决明子等几味中草药中提取能消除甲醛的活性物质，生物碱的提取采用９５％乙醇冷凝回流法，挥发油的提取采用水蒸汽蒸馏法，最终制得的中草药消醛剂我们简称为XKC消醛剂。在经过反复初试后，我们对其消除室内空气中的甲醛进行性能检测。

３．１     主要试验药品和仪器

ＴＨ－１５０Ｃ型大气采样仪：武汉市天虹智能仪表厂分光光度计：ＵＮＩＣ　７２００型乙酰丙酮：分析纯，天津市科欧化学试剂开发中心

乙酸铵：分析纯，含量≥９８．０％，天津市福晨化学试剂厂

冰乙酸：分析纯，含量≥９９．５％，中南化工试剂有限公司

甲醛：分析纯，含量≥３７％，武汉市文利精细化工厂

３．２　标准曲线的绘制

取７ 支２５ｍｌ 具塞比色管按表２ 做标准色系列。

于上述标准系列中，用水稀释定容至１０．０ｍｌ刻度，加０．２５％乙酰丙酮溶液２．０ｍｌ，混匀，置于沸水浴加热３ｍｉｎ，取出冷却至室温，用１ｃｍ吸收池，以水为参比，于波长４１３ｎｍ处测定吸光度。将上述系列标准溶液测得的吸光度Ａ值扣除试剂空白（零浓度）的吸光度Ａ０值，便得到校准吸光度ｙ值，以校准吸光度ｙ为纵坐标，以甲醛含量ｘ（μｇ）为横坐标，绘制校准曲线，其中“零”浓度不参与计算。

标准曲线如图１：由标准曲线可得回归方程：Ｙ＝０．０２４３Ｘ＋０．０００７　　（其中相关系数：Ｒ＝０．９９９９）

３．３　试验方法

选择２ 个大小相似的密闭实验室（约３０ｍ２）Ａ、Ｂ，各喷入相同量的３７％甲醛液体，打开电风扇使甲醛气体

在实验室混合均匀，经过３０ｍｉｎ，让甲醛充分挥发弥漫小室。实验室Ａ，按２ｍｌ／ｍ３喷施ＺＣＹ消醛剂；对照实验室Ｂ，不喷施XKC消醛剂。分别于８：００、９：００、１０：００、１１：００、１２：００、１３：００、１４：００、１５：００、１６：００、１７：００、１８：００、１９：００、２０：００用大气采样仪对各密闭实验室的空气取样，每次采样时间为４０ｍｉｎ，并用现场未采样的空白吸收管的吸收液进行空白测定。根据ＧＢ／Ｔ

１５５１６－１９９５《空气质量—甲醛测定乙酰丙酮分光光度法》测试空气中甲醛浓度。

３．４　试验结果与讨论

测得试验组Ａ和对照组Ｂ空气中甲醛浓度的变化见图２ 。

根据图２可看出，喷施了XKY消醛剂的空气中甲醛浓度***降低，消除***达９３．８６％，且持久性好。对照组Ｂ甲醛自然衰减过程中浓度下降得比较缓慢，１２个小时只下降了１４．８８％。至于自然衰减过程中甲醛浓度下降变化的原因，是由于甲醛的性质不够稳定，在空气中容易聚合形成三聚甲醛，另一个原因可能是甲醛气体吸附在密封室的内壁上。对照组Ｂ甲醛浓度在下午２点左右有所回升，分析其原因是，甲醛浓度随室内温度变化而变化。温度高时甲醛浓度高，温度变化１℃，甲醛浓度变化约５％。下午２点是一天中温度的时刻，因而甲醛的浓度有所波动。

***性检验：

对试验组Ａ与对照组Ｂ甲醛的浓度进行时间检验，两者的差值见表。

经统计学分析，试验组Ａ和对照组Ｂ的甲醛浓度差异有非常***性（Ｐ＜０．００１）。由此可见，XKC消醛剂对甲醛有明显的降解作用。

本次试验研究表明，XKC消醛剂可以快速、有效地消除室内空气中的甲醛。本发明的天然植物提取物消除甲醛作用，是各种药效成份的综合效应。本天然植物提取物中的活性成份，对甲醛有良好的分解作用。

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