摘要：初步比较了4种强电解质酸性电解水理化数据，考察了NaCI酸性电解水理化参数受温度、时间和浓度的影响。实验分析了浓度为0.43 mol/L的NaCI酸性电解水脱色性能。结果表明，不同电解质的酸性电解水理化参数与其表观解离度有正相关性。随电解质浓度、温度等变化，NaCI酸性电解水pH值降低、氧化电位值（OR P）、电导率(σ)和余氯含量（ACC）相应发生变化。酸性电解水与染料溶液体积比为1:1时，对红色、黄色、蓝色、印花蓝、藏青、黑色染料，1 min脱色率均高达90%以上。

　　关键词：酸性电解水；理化性能；氧化性；脱色

　　0引言

　　电解氯化钠等电解质水溶液在阴阳极分别产生酸性氧化电位水和碱性氧化电位水，酸性氧化电位水简称酸化水、酸性电解水。酸性电解水在阳极产生，其pH一般小于2.7，氧化电位大于1 100 mV，有效氯质量浓度一般为20~60 mg/L，具有很强的杀菌、漂白作用，对环境无毒性残留，避免了造成环境二次污染。酸性电解水广泛运用于农业、食品、医疗等众多领域。

　　目前对酸性电解水的物理化学特性的研究较少。朱志伟和敖菲菲等考察电解质种类和电压、静置、搅拌、加热、冷却、光照和储存条件等对酸性电解水的pH、ORP、电导率和有效氯浓度的影响。而影响酸性电解水的理化特性很多，不同制备方法、不同条件的影响都要具体问题具体分析。

　　本文研究了CE-7001型酸性氧化电位水发生器制备的酸性电解水，考察了不同电解质、电解液浓度、加热温度、静置时间等对酸性电解水的pH值、氧化电位（ORP）、电导率(σ)及余氯的含量（ACC）等参数的影响。初步研究了酸性电解水的强氧化性能在染料脱色方面的应用。

　　1材料、试剂与仪器

　　余氯测定试剂盒，杭州陆恒；活性染料（红色、黄色、蓝色）；印花染料（印花蓝、藏青色、黑色）；安诺其纺织化工厂；真丝标准贴衬，丝绸，上海纺织工业技术监督所。

　　CE-7001型酸性氧化电位水发生器，广州赛爱；E-201F pH复合电极，上海仪电；DDS-11C电导率仪，上海雷磁；UV-1801紫外可见分光光度计，北京瑞利；HH-4数显恒温水浴锅，国华；Datacolor-check3色差分析仪，DATACOLOR；iS5傅里叶红外光谱仪，赛默飞世尔；TM3030型扫描电子显微镜，Hitac。

　　2实验方法与过程

　　2.1电解质种类对酸性电解水性质的影响

　　配制0.043mol/L氯化钠、氯化钾、氯化铵和盐酸溶液1 600 mL，分别倒入CE-7001型酸性氧化电位水发生器两槽内，220 V电解5 min，测定酸性水的pH值、氧化电位值（ORP）、电导率(σ)和余氯的含量（ACC）[6]。

　　2.2电解质浓度对酸性电解水性质的影响

　　按“2.1”方法制备0.021、0.032、0.043、0.054 3、0.064 mol/L氯化钠酸性电解水，分别测定其pH值、ORP值、电导率和余氯含量。

　　2.3酸性电解水稳定性的实验

　　制备0.043 mol/L氯化钠溶液的酸性电解水，测量其在不同温度、存放时间下pH值、ORP值、电导率和余氯含量。

　　2.4酸性电解水染料脱色性能研究

　　2.4.1酸度对染料脱色的影响

　　分别称取1 mg红色、黄色、蓝色、印花蓝、藏青色、黑色染料等，定容成100 mL的标准储备液。分别取10 mL储备液，加1 mol/L盐酸1 mL混合，在300~700 nm处测定其紫外可见吸收变化。

　　2.4.2酸性电解水的浓度对染料脱色的影响

　　将染料溶液与酸性电解水按体积比9:1、4:1、7:3、3:2、1:1混合，观察颜色的变化，测定其紫外可见吸收光谱。

　　2.4.3反应时间对染料脱色的影响

　　将酸性电解水与染料溶液按体积比1:1混合，每隔1 min测定一次紫外可见吸收光谱和特征吸收处吸光度，计算染料的脱色率(η),计算公式如式（1）：

　　η=（1-At）/Ao×100%.（1）

　　式中：At是t min后加入酸性电解水的特征吸光度值；Ao是染料溶液的初始特征吸光度值。

　　2.4.4丝绸染色后的脱色实验

　　将丝绸放入标准染料溶液中浸泡染色30 min，鼓风50℃烘30 min备用。将染色的丝绸放入盛有酸性电解水的烧杯中超声处理30 min，鼓风50℃烘30 min，测定样品处理前后色差。按式（2）色差公式计算脱色效果：

　　式中：ΔL为明亮度差异；Δa为红绿差异；Δb为黄蓝差异；ΔEab是指染色后样品（标准样品）与酸性电解水处理过后的样品颜色之间在色相、明度、彩度之间存在的差异。

　　3结果与分析

　　3.1电解质种类对酸性电解水的性质的影响

　　分别以氯化钠、氯化钾、氯化铵和盐酸为电解质，制得的酸性电解水的pH值、ORP、电导率(σ)和余氯质量浓度（ACC）的变化如表1所示。当电解液中氯离子浓度相同时，盐酸溶液电解出的酸性水pH值最低、ORP值最大、电导率最大和余氯含量最大。不同电解质电解水理化参数变化顺序与其表观解离度大小顺序有相关性：HCl＞NCl＞KCl＞NH4Cl。

　　3.2电解质浓度对酸性电解水性质影响

　　分别将2、3、4、5、6 g氯化钠配制成1 600 mL电解液，电解出的酸性水pH值、ORP、电导率(σ)、余氯质量浓度（ACC）数据见表2。随着氯化钠浓度的增加：pH值变化不大；ORP值在1 160~1 170 mV之间逐渐增强；电导率(σ)变化大，从480μS/cm增加到93μS/cm；余氯质量浓度从56.25 mg/L增加到101.25 mg/L，翻了1倍。

　　3.3温度对酸性电解水性质影响

　　将5份0.043 mol/L氯化钠酸性电解水在15、30、45、60、75℃各保温1 h，测得其pH、ORP、电导率(σ)和余氯质量浓度（ACC）结果如表3所示。随着酸性电解水温度升高：相应的pH值变化不大，在2.66~2.69区间；ORP值随着温度升高逐渐降低，降低幅度比较小，75℃时，ORP值大于1 100 mV，只降低了2.4%；电导率先增加后逐渐稳定；余氯质量浓度逐渐降低，降低幅度比较小，75℃时，仍然达到11.50 mg/L，降低了约15%。

　　3.4静置时间对酸性电解水性质影响

　　将5份0.043 mol/L氯化钠酸性电解水分别静置2、4、6、8、10 h，测得其pH、ORP、电导率(σ)和余氯质量浓度（ACC）如表4所示。随着静置时间增加：体系pH值也随之增加；ORP值逐步降低，10 h后降低7%；余氯质量浓度迅速减少，10 h后减少99%，几乎消失殆尽；电导率逐步上升。

　　3.5酸性电解水染料脱色性能研究

　　3.5.1酸度对染料脱色的影响

　　在染料中加入一定量盐酸，染料的颜色没有改变，说明单纯的酸度改变不能产生脱色效果，即实验中的染料是耐酸的。下面几个实验中起脱色作用的应该是酸性水中的强氧化性成分，酸性可以增加其氧化性能。

　　3.5.2酸性电解水的浓度对染料脱色的影响

　　将红色染料溶液与酸性电解水按体积比9∶1、4∶1、7∶3、3∶2、1∶1混合，观察颜色的变化，测定其紫外可见吸收光谱变化，如图1所示。向染料中加入酸性电解水时，294 nm和534 nm吸收逐渐减弱，当体积比1∶1混合时，其534 nm左右的吸收趋近于零，此时以肉眼观察红色染料也脱色成为无色，说明红色染料溶液与酸性电解水等量混合脱色效果最佳。

　　3.5.3反应时间对染料溶液脱色率的影响

　　将0.043 mol/L氯化钠酸性电解水与染料溶液按体积比1:1混合，每隔1 min测定一次紫外可见吸收，计算染料的脱色率，如表5所示。对于红色、黄色、蓝色、印花蓝、藏青、黑色染料，加入酸性电解水1 min后脱色率均高达90%以上，特别是黄色、印花蓝、黑色这三种染料，其脱色率分别为95.2%、94.8%、99.5%，肉眼已观察不到原来染料颜色了。反应2 min后，其脱色率均超过了98%；印花蓝和黑色染料溶液的脱色率经达到100%，说明酸性电解水氧化染料分子中的发色基团能力很强。

　　3.5.4丝绸脱色结果分析

　　染上红色、黄色、蓝色的丝绸样品经过0.043 mol/L氯化钠酸性电解水氧化脱色处理的色差数据如下：红色、黄色、蓝色丝绸的ΔEab分别为14.18、27.35、13.75。酸性电解水对染色后的丝绸剥色效果不明显。酸性电解水对染料水溶液有很好的脱色作用，一旦染料与丝绸结合就不容易脱色了，说明染料与丝绸之间产生一定的作用，使酸性电解水难以氧化脱色。韩美娜等发现在酸性染浴中丝绸初始上染速率和最终上染百分率都很高，说明酸性电解水的酸性对染料有固色的作用，导致它的氧化性在丝绸上脱色效果不佳。比较未染色丝绸和染过红色染料的丝绸的红外吸收光谱（图2），它们的吸收曲线形状没有发生明显改变，染过的丝绸吸收峰强度增大，峰之间强度差距拉大，原因之一可能是由于染料的吸收范围和丝绸吸收范围重叠导致的。从丝绸样品和染过红色染料的丝绸SEM图（图3）初步看到，染色后丝纤维粗糙度增强，存在覆盖物痕迹，也导致染料与丝绸结合强度增加不容易脱色。系统的研究丝绸上染料不容易脱色的原因可能有物理和化学因素，有待进一步寻找更多的佐证。

　　4结论

　　本文考察了氯化钠等酸性电解水物理化学特性及其在染料脱色上的应用。NaCl、KCl、NH4Cl和HCl等不同强电解质酸性水的理化指标与其表观解离度有正相关性。随着NaCl电解液浓度增大，其酸性电解水pH值降低、ORP、电导率和余氯含量增加；随着温度升高，其余氯含量降低较多；随着放置时间延长，体系pH增加，ORP降低，余氯含量减少明显（降幅达99%）；0.043 mol/L NaCl酸性电解水对红色、黄色、蓝色、印花蓝、藏青、黑色染料水溶液有很好脱色效果，但是对丝绸上染料脱色效果不理想。

       参考文献：

　　[1]敖登格日乐，王其力更.强酸性电解水的生成及用途[J].内蒙古石油化工，2015，41（16）：24-26.

　　[2]曹薇，张春玲，李保明.喷洒微酸性电解水对荞麦芽菜生长的影响[J].农业工程学报，2012，28（9）：159-164.

　　[3]杨馨婷，戴仲秋，石玉兰，等.酸性氧化电位水冲洗在临床伤口治疗中的应用效果[J].上海护理，2021，21（6）：46-50.

　　[4]朱志伟，李保明，张玥，等.不同处理对酸性电解水物理化学特性的影响[J].食品科技，2008（5）：119-122.

　　[5]敖菲菲，方祥，陈海强，等.酸性电解水的稳定性研究[J].农产品加工，2020（2）：10-13.

　　[6]曹授俊，艾君涛，胡平，等.电解液浓度对微酸性电解水质量影响的研究[J].饲料研究，2016（23）：9-10.

　　[7]陈红运，宋全厚，尹建军，等.超氧化电位水的稳定性及其杀菌效果[J].食品与发酵工业，2017，43（5）：144-147.

　　[8]周会平，魏自豹，周益，等.湿式空气氧化技术用于染料废水脱色处理[J].广东化工，2017，44（15）：33-34.

　　[9]杨学岩，周维.色差的测量和评定方法及应用[J].现代涂料与涂装，2014，17（9）：1-4.

　　[10]侯海锋，翟志才，徐莹，等.酸度对染料臭氧化脱色效果及溶液毒性的影响[J].环境科学研究，2011，24（3）：340-346.

　　[11]韩美娜，赵建平.弱酸性染料控制条件下的真丝绸低温染色[J].国外丝绸.2009，24（2）：22-23.