一种含铁基非晶合金的高活性复合脱氧剂

本发明属于脱氧剂，具体而言，涉及一种含铁基非晶合金的高活性复合脱氧剂。

背景技术：

1、脱氧剂，又称为除氧剂或吸氧剂，是一种专门设计用于吸收或消耗掉密闭环境中氧气的添加剂，其主要功能是减缓食品和其他易氧化物品的氧化过程，从而达到保鲜、防锈、防霉和延长储存期的目的。脱氧剂广泛应用于食品工业、药品保存、饲料保存、衣料和皮毛保护、精密仪器防锈等多个领域。

2、铁系脱氧剂是目前应用最为广泛的一种脱氧剂，通过与包装内的氧气发生氧化还原反应，以此来降低包装内部的氧气浓度。传统铁系脱氧剂组成主要包括还原铁粉、水、盐及保水剂等助剂，其中还原铁粉是最主要的吸氧活性物质。

3、如专利cn201010226196.8公开了一种高活性铁系除氧剂，其组成包括超细铁粉、活性炭、卤化物及助剂，该发明的特点在于通过减小粉末粒径提升了脱氧性能。专利cn201810824430.3公开了一种胶质碳球/纳米零价铁复合材料的制备方法、食品脱氧剂及其制备方法，通过胶质碳球与纳米零价铁复合，提高了脱氧能力。

4、目前，传统铁系脱氧剂的性能改善方式主要采用减小铁粉粒径、调整组成配比。然而，将铁粉制备为超细粉或纳米粉末，将大幅提升成本，使其难以工业化应用。其次，受限于铁粉自身的还原活性，目前主流的铁系脱氧剂的脱氧性能提升程度仍十分有限。随着食品、药品等行业的发展，对脱氧剂的性能提出了更高的要求，迫切需要发展新型低成本高性能的脱氧剂以满足市场需求。

技术实现思路

1、针对现有铁粉系脱氧剂存在的脱氧性能难以进一步提升、以及纳米化铁粉成本高，难以工业化应用的问题，本发明目的在于提供一种含铁基非晶合金的高活性复合脱氧剂，本发明基于铁基非晶合金高活性的特性，将其与传统铁粉复配使用，在显著提升脱氧剂脱氧性能的同时，有效控制了成本，在食品、药品保鲜等领域具有良好的市场应用前景。

2、基于上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明提供一种含铁基非晶合金的高活性复合脱氧剂，以重量份数计，包括铁基非晶合金粉与还原铁粉的复合粉末100重量份、0wt％～9wt％的盐水溶液20～70重量份、硅藻土20～75重量份。

4、本发明通过将铁基非晶合金粉与传统还原铁粉复配作为高活性复合脱氧剂的主要有效成分，一方面基于铁基非晶合金粉高活性的特性，另一方面通过还原铁粉与铁基非晶合金粉之间的电位差，形成原电池效应，两方面共同作用促进脱氧反应的进行，相对于由铁基非晶合金粉或传统还原铁粉作为单一主要有效成分的脱氧剂，本发明由两者复配形成的复合脱氧剂表现出更优的脱氧性能。

5、优选地，复合粉末中铁基非晶合金粉的重量百分比不低于10％。

6、经试验发现，当复合粉末中铁基非晶合金粉的重量百分比不低于10％时，复合脱氧剂对密闭容器中氧气完全脱除时间缩短至21h及以内，相对于不含铁基非晶合金粉的脱氧剂(23h)，完全脱氧时间至少缩短了9％。

7、优选地，复合粉末中铁基非晶合金粉的重量百分比为75％～95％。

8、随着复合粉末中铁基非晶合金粉重量百分比的进一步增加，复合脱氧剂的脱氧性能呈现先增强后略下降的趋势，尤其是其重量百分比在75％～95％范围内，脱氧剂表现出最佳的脱氧性能。

9、优选地，盐水溶液的浓度为0.2wt％～4wt％；所述高活性复合脱氧剂中盐水溶液的重量份为35～55重量份。

10、随着复合脱氧剂中氯化钠水溶液添加量的增加，复合脱氧剂的氧完全脱除时间呈先下降后上升的趋势，这是由于当盐水过少时脱氧反应动力不足，盐水过多则超出硅藻土的吸水能力，不利于脱氧反应的顺利进行。随着氯化钠水溶液浓度的增加，复合脱氧剂的脱氧时间亦呈现先下降后升高的趋势，这是由于盐份的添加有助于大幅促进脱氧反应中电荷转移能力，但盐分的过量添加不利于溶解氧的能力，因此，适宜的添加盐分有助于改善脱氧剂的脱氧性能。

11、经试验发现，在上述盐水溶液浓度及添加量范围内，复合脱氧剂表现出相对较佳的脱氧性能。

12、优选地，盐水溶液包括氯化钠水溶液、氯化钾水溶液、碳酸钠水溶液中的至少一种。

13、优选地，高活性复合脱氧剂中硅藻土的重量份为25～50重量份。

14、复合脱氧剂中硅藻土过少，则保水能力不足，而过多则不利于活性金属表面与氧气充分接触，均不利于脱氧反应的进行；当复合脱氧剂中硅藻土的添加量为25～50重量份时，尤其是35～40重量份时，可将氧完全脱除时间缩短至14h，表现出较佳的脱氧性能。

15、优选地，以重量份数计，所述高活性复合脱氧剂还包括1～10重量份的活性炭粉。

16、在复合脱氧剂中添加活性炭粉有助于大幅提升脱氧剂的脱氧性能，经试验发现，随着复合脱氧剂中活性炭粉末添加量的增加，复合脱氧剂的脱氧性能呈现先显著增强后趋于稳步下降的趋势，复合脱氧剂中活性炭粉末添加量在1～10重量份时，尤其是2～5重量份时，添加活性粉末可以将复合脱氧剂的完全脱氧时间缩短至9h以内，复合脱氧剂表现出较佳的脱氧性能。

17、优选地，铁基非晶合金粉包括铁硼系非晶合金粉、铁碳系非晶合金粉和铁磷系非晶合金粉。

18、优选地，铁硼系非晶合金粉为以fe、b作为主要组元的非晶合金粉，包括但不限于fesib非晶合金粉、feb非晶合金粉、febc非晶合金粉、febcu非晶合金粉和fesibal非晶合金粉。

19、铁碳系非晶合金粉为以fe、c作为主要组元的非晶合金粉，包括但不限于fecb非晶合金粉、fecbp非晶合金粉、fecbsi非晶合金粉、fecbsicr非晶合金粉和fecbsip非晶合金粉。

20、铁磷系非晶合金粉为以fe、p作为主要组元的非晶合金粉，包括但不限于fepc非晶合金粉、fepb非晶合金粉和fepbsi非晶合金粉。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

22、(1)本发明将铁基非晶合金粉与传统还原铁粉复配作为脱氧剂的主要活性成分，同时调整两者适宜的复配比例，相较于单一传统还原铁粉或铁基非晶合金粉，均明显改善了脱氧剂的脱氧性能，且铁基非晶合金粉具有成本低、活性高的特性，使本发明脱氧剂具有良好的市场应用前景。

23、(2)本发明为改善脱氧剂的脱氧性能，进一步对硅藻土和盐水溶液的适宜添加量进行探索，将脱氧剂的完全脱氧时间缩短至14h以内，同时在基础配方中添加活性炭粉或调整盐浓度，进一步将脱氧剂的氧完全脱除时间缩短至9h以内，大幅改善了复合脱氧剂的脱氧性能。

24、综上，本发明基于铁基非晶合金高活性以及铁基非晶合金与还原铁粉的原电池效应，将两者复配作为复合脱氧剂的主要有效成分，并对脱氧剂的组方进行研究优化，获得一系列脱氧性能优异的高活性复合脱氧剂，且铁基非晶合金粉具有成本低、活性高的特性，在显著提升复合脱氧剂脱氧性能的同时，有效控制了成本，使本发明提供的一系列高活性复合脱氧剂具有良好的市场应用前景。

技术特征：

1.一种含铁基非晶合金的高活性复合脱氧剂，其特征在于，以重量份数计，包括铁基非晶合金粉与还原铁粉的复合粉末100重量份、0wt％～9wt％的盐水溶液20～70重量份、硅藻土20～75重量份。

2.根据权利要求1所述含铁基非晶合金的高活性复合脱氧剂，其特征在于，所述复合粉末中铁基非晶合金粉的重量百分比不低于10％。

3.根据权利要求2所述含铁基非晶合金的高活性复合脱氧剂，其特征在于，所述复合粉末中铁基非晶合金粉的重量百分比为75％～95％。

4.根据权利要求1所述含铁基非晶合金的高活性复合脱氧剂，其特征在于，所述盐水溶液的浓度为0.2wt％～4wt％；所述高活性复合脱氧剂中盐水溶液的重量份为35～55重量份。

5.根据权利要求4所述含铁基非晶合金的高活性复合脱氧剂，其特征在于，所述盐水溶液包括氯化钠水溶液、氯化钾水溶液、碳酸钠水溶液中的至少一种。

6.根据权利要求1所述含铁基非晶合金的高活性复合脱氧剂，其特征在于，所述高活性复合脱氧剂中硅藻土的重量份为25～50重量份。

7.根据权利要求1所述含铁基非晶合金的高活性复合脱氧剂，其特征在于，以重量份数计，所述高活性复合脱氧剂还包括1～10重量份的活性炭粉。

8.根据权利要求1所述含铁基非晶合金的高活性复合脱氧剂，其特征在于，所述铁基非晶合金粉包括铁硼系非晶合金粉、铁碳系非晶合金粉和铁磷系非晶合金粉。

9.根据权利要求8所述含铁基非晶合金的高活性复合脱氧剂，其特征在于，

技术总结本发明属于脱氧剂技术领域，具体涉及一种含铁基非晶合金的高活性复合脱氧剂，以重量份数计，包括铁基非晶合金粉与还原铁粉的复合粉末100重量份、0wt％～9wt％的盐水溶液20～70重量份、硅藻土20～75重量份。本发明基于铁基非晶合金高活性以及铁基非晶合金与还原铁粉的原电池效应，将两者复配作为复合脱氧剂的主要有效成分，并对脱氧剂的组方进行研究优化，获得一系列脱氧性能优异的高活性复合脱氧剂，且铁基非晶合金粉具有成本低、活性高的特性，在显著提升复合脱氧剂脱氧性能的同时，有效控制了成本，使本发明提供的一系列高活性复合脱氧剂具有良好的市场应用前景。技术研发人员：斯佳佳,刘洪俊飞,刘青,谢东洲,徐光青,吕珺受保护的技术使用者：合肥工业大学技术研发日：技术公布日：2024/11/4