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中草药提取物——植物多酚甲醛对VOCs的净化功能

发表时间:2019-09-07 09:35

人们利用中医学、现代药理学的研究成果,从草本、植物性药材、水果、蔬菜中的植物多酚类化合物,提取不同植物多酚类化合物。这些传统的植物多酚,在民间,人们不但用以清热解毒、清肺化痰、祛邪利咽的功效,还可用来消除空气中异味、杀菌、净化室内空气;近年来,研究人员又发现了这些植物多酚的环境净化功效:人们对从中草药类得到的植物多酚提取物中的多种复合有效成分进行了深入研究,发现这些植物多酚可与室内空气中甲醛VOC等多种对人体有毒有害污染物进行各种化学反应,有效去除室内空气中的这些污染物,起到净化的特殊功能。

1.中草提取物对空气中甲醛、VOCs的净化机理

研究发现:这些具有抗菌活性中草药植物的多酚类化合物,不但含有吩咐的有机酸,还含有包括烯键、醛、酮及环氧烷羟基团、烯羟基团。正式这些活性有机化合物和活性基团,在净化室内空气中甲醛、VOC等污染物发挥了重要作用。中草药植物含有丰富的有机酸如柠檬酸、酒石酸等,其中的活性基团—COOH可吸收空气中的氨及有机胺等臭气。中草药中的有机酸还含有烯键、羟基等活性基团,可通过加成、聚合反应消除臭气,如金银花中含有的氯原酸提取物就具有除臭、杀菌的明显效果。

随着研究的深入,人们还发现:中草药植物多酚类化合物中包括烯键、醛、酮及环氧烷羟基团、烯羟基团,它们可与室内空气中的邮寄污染物发生加成反应。研究表明,植物多酚与环境中的污染物有多重不同的化学反应和去除机理。于是,根据植物多酚的成分,有人从植物提取物组成最佳配方,综合了它们这些天然植物各种成分对甲醛、苯系物等的不同反应特性和净化效应,制配成室内空气净化喷涂液。以室内空气中甲醛为污染物,进行了净化测试,测试数据如表9-3

9-3   虫草要提取物空气净化喷涂液对甲醛净化测试数据表

房间

编号

房间体积/m³

甲醛释放/g

室内空气中不同时段甲醛含量

/mg/m³)

喷药量/mg

室内空气中不同时段甲醛含量/mg/m³)

60min

70min

80min

90min

20min

30min

40min

1

24

0.302

4.01

4.56

4.56

4.55

70

1.89

0

0

2

24

0.623

8.50

9.51

9.50

9.50

145

3.67

0

0

3

12

0.489

8.38

8.38

8.44

8.43

112

3.19

0

0

从表9-3多列举的测试数据中,可以看出:上诉配方的中草药提取物空气净化喷涂液对甲醛具有较高的净化率。对苯的测试表明,也有一定净化功能。而经动物灌胃毒性表明,无明显急性中毒反应,反映出这些中草药提取物对空气良好的绿色净化功能。

通过对这组中草药配方中的植物提取液中毒主要活性成分进行的研究,人们发现:植物多酚能通过三种方式与甲醛反应:一类是含有醇羟基或酚羟基的活性成分,由于电子效应的影响,羟基OH中的H教活泼,是一类活泼的亲电试剂,易于甲醛发生亲电反应。如高粱姜中的高粱姜素、决明子中的决明子内脂,它们都含有醇羟基或酚羟基可与甲醛发生亲电加成反应。第二类是这类中草药提取物中含有多种天然氨基化合物:—NH₂或亚氨基—NH—的活性基团,可与甲醛发生亲核加成反应,从而迅速去除甲醛。如板蓝根中吲哚—氮杂茂结构、田七中的田七氨酸、枳壳中的N—甲基酪氨等组分都含有易于甲醛反应的—N—结构,它们能与甲醛发生亲电加成,从而迅速去除甲醛。第三类草药提取物中含有α- H的醛类物质,它们易于甲醛发生经醛缩合反应。鱼腥草中含有癸酰乙醛、月桂醛、癸醛等均含有α- H

研究人员根据消除甲醛的反应机理,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后行物质,采用95%乙醇冷凝回流阀已去生物碱,采用水蒸气蒸馏法提取挥发油,从而配制得中草药空气净化液。

2.中草药配方与空气净化试验

以提取液与挥发油复配成纯中草药提取组分的空气净化液,在对室内空气中甲醛的净化试验中,采用月30m²密闭实验室,喷入相同量的37%甲醛液体,打开电风扇是甲醛气体在实验室混合均匀,经过30min让甲醛散发充分。按2mg/m³来喷施中草药空气清洁剂,连续12小时测量室内空气中甲醛,测量值扣除甲醛自然衰减值,绘制的实际甲醛净化曲线如图9-1所示。

统计图.jpg

9-1   中草药中提取活性成分对甲醛的实际净化效果测量曲线

从图9-1测量的实际甲醛净化曲线来看:中草药中提取活性成分不但对甲醛具有较高的净化率,还能长时间地保持净化功能。同时具有明显的杀菌效果。在空气消毒性能测试中发现:当中草药空气清洁剂的浓度大于3%时,对细菌悬液中金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草杆菌黑色变种、白色念珠菌四种标准菌的消毒均达到消毒要求,杀灭率大于78%。对室内空气中的自然菌的杀灭实验结果表明,中草药空气清洁剂对自然菌有较快的杀灭作用,在消毒30min时效果最好。

3.中草药空气净化产品与特性

从上述中草药配方的空气净化效果来看,利用组合中草药配方提取液和植物精油,可以有效净化室内空气中甲醛、苯,消毒细菌,是一种具有绿色功效的空气净化方法。只是这种液体形态的产品只有3个月的保存期,保存期较短,如果作为商品,则还需要解决其保存期这一难题。因此有必要对其产品进行进一步研究,提高产品的实用性和使用效能,使之发展成为室内环境污染治理的全新技术和产品。

中草药是中华民族的一个宝库,将现代药理学的研究成果与室内环境污染控制技术相结合,是一种全新的绿色环境功能材料领域的重要新概念、新思路和新方法,具有非常重要的社会意义和经济价值。




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