天然植物除臭剂经过除臭设备雾化,形成雾状,在空间扩散液滴的半径≤0.04mm。液滴具有很大的比表面积,具有很大的表面能,平均每摩尔约为几十千卡,这个数量级的能量已是许多元素中键能的1/3-1/4。溶液的表面不仅能有效地吸咐空气中的异味分子,同时也能使被吸附的异味分子的立体构型发生改变,削弱了异味分子中的化合键,使得异味分子的不稳定性增加,容易与其他分子和植物液中的酸性缓冲液发生化学反应,最后生成无味、无毒的物质。如硫化氢在植物液的作用下反应生成硫酸根离子和水;氨在植物液的作用下,生成氮气和水。
天然植物除臭剂中所含的有效分子是来自于天然植物的提取液,它们大多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。
吸附在天然植物除臭剂溶液的表面的异味分子与空气中的氧气接触,此时的异味分子因上述两种原因使得它的反应活性增大,改变了与氧气反应的机理,从而可以在常温下与氧气发生反应。
天然植物除臭剂与异味分子的反应可以做如下表述:
A.酸碱反应:如植物提取液中含有混合有机酸类,它可以与含氮、氨等碱性臭气分子反应。与一般酸碱反应不同的是,一般的酸是有毒的,不可食用的,不能生物降解的。而天然植物提取液能进行生物降解,无毒。
B.催化氧化反应:如硫化氢在一般情况下,不能与空气中的氧进行反应。但在天然植物除臭剂的催化用下, 可以与空气中的氧气发生反应。以硫化氢的反应为例:
R-NH2+H2S → R-NH3+ + SH-
2 R-NH2+SH-+2 O2+H2O →2 R- NH3+ + SO42- +OH-
R-NH3++OH- → R-NH2 +H2O
又如,硫醇在空气的氧化反应:
4 R-SH(空气)+ O2 → 2 R-SS-R(慢)+ 2 H2O
4 R-SH(天然植物提取液)+ O2 → 2 R-SS-R(快)+ 2 H2O
C.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,苯硫醚与天然植物除臭剂的反应,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。
D.热力学的角度来讨论:经过雾化的天然植物除臭剂液滴,其直径在0.04毫米以下。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三分之一和四分之一,是以破坏臭气分子中的键,使它们不稳定,易分解。
E.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:
R-NH2+HCHO +O2 → R-NH2+CO2+H2O
R-NH2+4NH3 +3O2 → R-NH2+2N2+6H2O
部分异味分子在天然植物除臭剂作用下的反应
No. | Odorous Substance 气味物质 | Reacion反应类型 |
1 | Allyl mercaptan 丙烯硫醇 | Ox,Re氧化-还原、分解 |
2 | Amyl mercaptan 戊硫醇 | Ox氧化-还原、 |
3 | Ammonia 氨 | Ox氧化-还原、中和 |
4 | Benzyl mercaptan 苯硫醇 | Ox氧化-还原、 |
5 | Butyldmine 丁胺 | Ox、Neu,氧化-还原、中和 |
6 | Cadaverine 戊二胺 | Ox, Neu氧化-还原、中和 |
7 | Chlorine 氯 | Ox氧化-还原、 |
8 | Chlorophenol 氯酚 | Ox氧化-还原、 |
9 | Dibutyllamine 丁烯硫醇 | Ox, Re氧化-还原、分解 |
10 | Dibutylamine 二丁胺 | Ox,Neu.,氧化-还原、中和 |
11 | Diisopropylamine 二异丙胺 | Ox,Neu.,氧化-还原、中和 |
12 | Dimethylamine二甲胺 | Ox,Neu.,氧化-还原、中和 |
13 | Dimethylsulphide二甲硫 | Ox氧化-还原、 |
14 | Diphenylsulphide二苯硫 | Ox氧化-还原、 |
15 | Ethylamine乙胺 | Ox,Neu.,氧化-还原、中和 |
16 | Ethyl mercaptan乙硫醇 | Ox,氧化-还原、 |
17 | Hydrogen sulphide 硫化氢 | Ox,,氧化-还原 |
18 | Lndole吲哚 | Ox,Neu.,氧化-还原、中和 |
19 | Methylamnie甲胺 | Ox,Neu氧化-还原、中和 |
20 | Methyl mercaptan甲硫醇 | Ox,氧化-还原、 |
21 | Propyl mercaptan丙硫醇 | Ox,氧化-还原、 |
22 | Putrescine丁二胺 | Ox,Neu氧化-还原、中和 |
23 | Pyridine吡碇 | Ox,Neu.,氧化-还原、中和 |
24 | Skatole 甲基吲哚 | Ox, Neu.,氧化-还原、中和 |
25 | Sulphur dioxide 二氧化硫 | Ox, 氧化-还原 |
26 | Ter-butyl mercaptan 丁三硫醇 | Ox.,氧化-还原、 |
27 | Triethylamnie乙三胺 | Ox, Neu.,氧化-还原、中和 |
28 | Thiocresol甲苯硫酚 | Ox,氧化-还原、 |
29 | Thiophenol苯硫酚 | Ox,氧化-还原、 |
导管浓度 ppm |
反应室浓度 ppm |
接触后 ppm |
5min | 20min | |
硫化氢 | 35 | 35 | 19.2 | 20 | <0.1 |
氨 | 88 | 88 | 55 | 6 | <0.1 |
甲硫醇 | 3.9 | 3.9 | <0.02 | 1 | <0.1 |