CN100343179C - 混合电解水的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开混合电解水的制造方法，所述混合电解水是向具有电极间距离2mm以下的至少一对惰性电极的无隔膜电解槽中供给含有低于0.1mM的水溶性无机盐、1-50mM的有机电解质的有机电解质水溶液进行电解为特征的阴极侧电解水与阳极侧电解水的混合电解水，在使用氢氧化钠水溶液对调整到pH与电解生成的该混合电解水相同的前述有机电解质水溶液进行中和滴定时，中和滴定量比原水溶液少或者每摩尔的超氧化物自由基歧化能力高。
Description
技术领域
本发明涉及具有超氧化物自由基歧化作用的、阳极侧电解水与阴极侧电解水的混合电解水的制造方法。更详细地讲，涉及对实际上只含有抗坏血酸等的有机水溶性电解质作为电解质的有机电解质水溶液进行电解，制造具有超氧化物自由基的歧化作用等的混合电解水的方法。
背景技术
已熟知使用在内部配置铂或铂合金等构成的惰性电极的电解槽，通过隔膜电解碱金属氯化物的稀电解质水溶液，取出阳极侧电解生成的低pH的阳极侧电解水(酸性水)，将该电解水用于杀菌或消毒的技术。作为隔膜，可以使用将离子交换树脂制成膜状的荷电膜，或有微孔结构的非荷电膜等。
阳极侧电解水由于在该电解水中生成次氯酸，故利用次氯酸的强氧化作用与氯化作用，可用于杀菌或消毒。医疗单位等已普及这样的利用方法。另外，由于酸性水中所微量含有的臭氧或溶解氧有促进肉芽生成作用，故也在研究作为外科辅助治疗的利用。
另一方面，也熟知通过电解自来水得到阴极侧生成的阴极侧电解水(碱水)代替稀电解质溶液，并在传统的饮用等中利用。也熟知在这些电解质水溶液中不是作为电解助剂而作为添加剂添加抗坏血酸或没食子酸等的有机酸的方法。
这些方法中在电解助剂的存在下使用抗坏血酸。添加抗坏血酸的目的在于控制阴极电解水的pH、及除去阳极侧电解水中的游离氯。
抗坏血酸在2位与3位有OH基，在酸性范围，3位的OH基离解成-O-和H+，呈现酸性。在碱性范围，2位的OH基离解或-O-和H+，但由于这些的离解度低，故不能作为电解助剂使用。此外，电解抗坏血酸水溶液时的电解过程复杂，虽然没有进行中间生成物的鉴定，但基本上观测为氧化还原反应。
也熟知抗坏血酸本身起强还原剂作用，但在水溶液中其自身引起自动氧化，还原能力降低。
一般，抗坏血酸按以下的过程进行自动氧化。
式中，AsA、MDA、DHA与DKG分别表示抗坏血酸、一脱氢抗坏血酸、脱氢抗坏血酸及2，3-二酮古洛糖酸。
近年，已探明抗坏血酸歧化可消除众知的作为活性氧的超氧化物自由基，因此抗坏血酸作为抗氧剂引人注目。
歧化反应是如下述式(2)所示消除超氧化物自由基生成过氧化氢的反应。
O- 2·+O- 2·+2H+→H2O2+O2 (2)
如上述，抗坏血酸是消除超氧化物自由基的有用的化合物。
本发明者着眼于上述抗坏血酸对超氧化物自由基歧化的能力，为了获得保持这种能力的阳极侧电解水进行了各种研究。结果发现，不是将水溶性金属盐等的无机电解质作为电解助剂使用，而是如果电解浓度较低的抗坏血酸单一的水溶液，则可得到保持歧化超氧化物自由基能力的阳极侧电解水。而且，已申请了制造增大超氧化物自由基歧化的阳极侧电解水的方法的专利(特愿2000-172538号)(权利要求1)。
发明内容
上述增大超氧化物自由基歧化的阳极侧电解水的制造方法中，阴极侧电解水不能有效地利用而废弃掉。据称该理由估计如下式(3)所示，含于阴极侧电解水中的OH-离子与离解的抗坏血酸离子(AsA-)反应，使抗坏血酸氧化。
AsA-+OH-→AsAO+H2 (3)
本发明者为了解决上述问题进行了各种研究，结果发现，如果将阳极侧电解水与阴极侧电解水混合，则由于阳极侧生成的氧与阴极侧生成的氢相互迅速地反应成水，实际上并不引起抗坏血酸的氧化。此外，通过使电极间距离小于或等于规定距离，可以高效率地将两种电解水混合，结果可以高效率地制造使超氧化物自由基的歧化增大的混合电解水，此外，该场合阴极侧电解水不作为废液排放到外部。
本发明是基于上述发现而完成的。本发明的目的在于提供提高超氧化物自由基歧化能力等的混合电解水的制造方法。
本发明中，由于使有机电解质为电解助剂的电解原水进行电解，使得到的阳极侧电解水与阴极侧电解水混合，故得到的混合电解水中DO少，可提高超氧化物自由基的歧化能力，因此，这种混合电解水可作为在杀菌消毒，肉芽生成，保持健康，美容等的各种用途中使用的水。另外，本制造方法由于呈阳极侧电解水与阴极侧电解水混合的状态进行制造，故与以往的取出一方电极侧的电解水不同，制造装置简单。此外，作为有机电解质使用抗坏血酸的场合，由于抗坏血酸是确认对人体安全性的维生素，故该抗坏血酸作为电解助剂使用制造的本阳极电解水的安全性也极高。
本发明是以下所述的发明。
[1]是向具有电极间距离2mm以下的至少一对惰性电极的无隔膜电解槽中，供给含有低于0.1mM的水溶性无机盐、1-50mM的有机电解质的有机电解质水溶液进行电解为特征的阴极侧电解水与阳极侧电解水的混合电解水的制造方法，在使用氢氧化钠水溶液对调整到pH与电解生成的该混合电解水相同的前述有机电解质水溶液进行中和滴定时，中和滴定量比原水溶液少或者每摩尔的超氧化物自由基歧化能力高。
[2]上述(1)所述的混合电解水的制造方法，其中，每分钟相互改变2次以上供于至少一对惰性电极间的电力的极性。
[3]上述[1]所述的混合电解水的制造方法，其中，有机电解质是抗坏血酸或其水溶性衍生物、水溶性类黄酮及含水溶性儿茶酸的水溶性多酚、或草本植物类的水溶性萃取物。
一般，无机电解质，例如氯化钠或氯化钾或者氯化钙或硫酸钠溶解于水时，离子化后完全离解成阳离子和阴离子。这些的盐类完全离解取决于作为溶剂的水的特殊性质的作用。水溶解并电离电解质，即由电性上“+”与“-”的物质构成的物质，使“+”与“-”构成的物质彼此的结合不牢固。这样自由度少的固体的电解质一旦溶解于水，则该电解质的自由度增大，可与各种的化学物质结合或分离。
然而，物质中也有原本自由度小的电解质。这样的电解质即使溶解于水，虽然一定程度地溶解但不完全溶解，呈仍未离解的形式存在。作为表示溶解于水时的自由度的指标，有离解常数、离解指数、电离常数等。
离解常数如下地定义。例如，如式(3)所示有称之为AB的电解质，溶解于水时离解或进行电离成A+与B-的场合形成式(4)的关系。这里[A+]、[B-]、[AB]表示各自的浓度。
ABA++B- (3)
[A+][B-]/[AB]＝Ka (4)
把此时离解的比例称离解常数，用Ka表示。作为此时的条件，必须使温度与压力一定。标准状态为25℃、1个大气压。
因此，利用溶解于水的电解质的离解常数说明该物质离解的程度。
电解食盐等的稀电解质水溶液时，在阳极与阴极，水本身进行氧化与还原，如式(5)、(6)所示产生氧与氢。
2H2O4H++O2+4e-(阳极) (5)
2H2O+2e-2OH-+H2(阴极) (6)
由于该反应在电极表面的强电场层进行，故使用极微弱的电能进行反应。
此外，电解稀电解质水溶液时，水本身进行电解的同时，促进水本身的离解。
1升水由55.55摩尔(6×1023个)分子构成，但按式(7)电解成“+”与“-”的分子的比例极少。
2H2OH3O++OH-(pKw＝14) (7)
即1升中性水中只有10-7摩尔电离。然而通过进行电解促进电离，正离子与负离子的数增加(J.Appl.Electrochem.31(2001)1307-1313)。
向电离度较低的有机电解质水溶液中通直流电施加电场时，在水溶液中有正电荷的物质向阴极移动、有负电荷的物质向阳极移动，在各电极表面进行电子的给予和接受，结果生成各个的电极反应产物。
另外，水本身也同时地在阳极被氧化，并在阴极被还原，这些与电离的有机电解质反应可形成新的产物。特别是在水本身的氧化及还原反应过程中进行水的离解，结果水的离子积发生微小的增加。此外，虽然电离的有机电解质微小但还进行离解，离解指数变小。
离解程度大小的相对比较可以使用酸或碱对电解前的原水溶液与电解生成的溶液进行中和滴定、利用两者的中和滴定量之差比较。滴定量少方的水溶液的离解大。
为了更详细地说明上述原理，使用L-抗坏血酸(AsA)作为有机电解质进行说明。
如式(8)所示，AsA的离解有2个离解部位。
AsA进行反应的部位主要是在2位与3位结合的OH基，离解成H+与-O-。例如3位的OH基的离解表示为pKa＝4.25。离解指数4.25表明，OH基在1个大气压及25℃下最大1升水溶液中离解成称之为(1/2)×10-4.25M(2.8117×10-5M)的极少量的正离子和负离子。
在电解食盐等的稀电解质水溶液的阴极侧的电解水中溶解AsA这种离解小的物质时，促进该AsA的离解。结果发现超氧化物自由基歧化活性(SOD活性)比相同pH的AsA水溶液高。即促进式(8)表示的AsA的第2位的OH基离解的结果，对自由基或活性氧的反应性增高。而第3位的OH基由于在碱性电解水的中和中被消耗，故SOD活性小，不起超氧化物自由基的清除剂作用。这样在提高离解的电解水中溶解离解低的水溶性物质时，可以提高该物质的离解性，结果可以提高离解低的水溶性物质的反应性。
如式(8)所示，抗坏血酸在2位与3位有离解基(OH基)，如前述在25℃、1个大气压下离解指数pKa分别是11.79与4.25。另外，抗坏血酸在水溶液中3位的OH基离解成-O-和H+呈酸性。而电解抗坏血酸稀水溶液生成的阴极侧电解水与阳极侧电解水的混合电解水，由于不含抗坏血酸以外的电解质离子，故第3位的OH基不用于阴极侧生成的碱中和反应，仍残留还原性。
另外，阳极与阴极近接配置且隔膜不在两极间的场合，阳极侧电解水与阴极侧电解水容易混合。结果在阳极侧水被氧化生成的溶解氧，与在阴极侧水被还原生成的溶解氢，反应又变成水。此外，通过改变电解电压的极性使阳极侧电解水与阴极侧电解水更容易混合。结果阳极侧水被氧化生成的溶解氧浓度被AsA与还原性的溶解氢消耗后，变成1mg/L以下。
如AsA那样2，3-烯二醇呈现酸性的物质，如前述可以使用中和滴定量比较其离解的程度。而，不呈现酸性与碱性的物质可以通过考查超氧化物自由基的歧化能力比较其的离解程度。
一般，水溶性多酚类、水溶性类黄酮类与儿茶酸类显示出对超氧化物自由基的歧化能力。与AsA同样地在有双键的碳原上结合的OH基的质子显示歧化能力。例如，式(9)表示的类黄酮类的槲皮酮(quercetine)的场合，OH基的质子显示抗氧化作用。
O2· -+2H+→H2O2 (9)
这些的水溶性抗氧化物质放出游离的质子后，将超氧化物自由基歧化。此时，质子的离解如前述通过进行电解而增大，结果每单位摩尔的歧化能力升高。因此通过比较歧化能力可以推断离解的程度。
作为类黄酮类，式(10)、式(11)示出了槲皮酮与儿茶酸
附图说明
图1是表示本发明混合电解水的制造方法使用的混合电解水制造装置一个例子的简略构成图。图2是表示本发明混合电解水的制造方法使用的混合电解水制造装置另外一个例子的简略构成图。图3是表示实施例1的混合电解水的电解时间与0.1N NaOH水溶液的中和滴定量关系的图。图4是表示电解有机电解质水溶液得到的混合电解水的电解时间与超氧化物自由基的歧化能力关系的图。
图中符号说明：
2-电解原水罐；4-有机电解质水溶液；6-泵；8-有机电解质水溶液供给管；10-无隔膜电解槽；12，14-电极；16-电解电源；18，20-配线；22-混合电解水取出管；30-无隔膜电解槽；32，34-电极；36-电解电源；38-有机电解质水溶液。
具体实施方式
本发明是电解实质上只溶解有机电解质的有机电解质水溶液，获得制得的阳极侧电解水与阴极侧电解水混合的混合电解水。制得的混合电解水是有机电解质的羟基的离解度高的、或超氧化物自由基的歧化作用高的混合电解水，这种混合电解水可用于护肤等的各种用途。
图1是表示本发明的混合电解水制造方法使用的电解装置一个例子的示意图。
图1中，2是电解原水罐，该罐中贮存有机电解质水溶液(电解原水)4。
前述有机电解质水溶液4含有有机电解质1-50mM，优选含有2-20mM。有机电解质的浓度低于1mM的场合，导电率低、难电解。有机电解质的浓度超过50mM的场合，为了保护皮肤等将制得的混合电解水用于皮肤等时有发黏感，因适用方法不同而引起不妥的场合。
作为有机电解质，可列举抗坏血酸或其水溶性衍生物、水溶性类黄酮及含水溶性儿茶酸的水溶性多酚、或草本植物类的水溶性萃取物等。
上述有机电解质水溶液4中，基本上不含有机电解质以外的水溶性无机盐等的电解质，水溶性无机电解质的含量，按各水溶性无机电解质的合计优选是0.1mM以下，特别优选是0.02mM以下。这种无机电解质浓度远远低于通常的井水、自来水等中所含的无机电解质浓度。
作为这样的有机电解质水溶液4的制备方法，可列举在上述浓度范围将抗坏血酸等的有机电解质溶解于蒸馏水、或去离子水等的精制水(纯水)中的方法。
6是安装在有机电解质水溶液供给管8上的泵，通过使该泵6运转，有机电解质水溶液4通过供给管8送到无隔膜电解槽10。
前述无隔膜电解槽10，在内部有一对按设定间隔分开彼此对置的电极12、14。前述一对电极12、14的间隔在2mm以下、优选1.5-0.05mm、更优选1.0-0.1mm。电极间距离超过2mm的场合，电解生成的阳极侧电解水与阴极侧电解水的混合不充分，结果得到的混合电解水的有机电解质的羟基的离解度不够高，或超氧化物自由基的歧化作用不充分。
另外，电解槽10内的两电极12、14间存在隔膜的场合，电解生成的阳极侧电解水与阴极侧电解水的混合也不充分，因而不好。
前述电极12、14由电化学惰性的金属材料形成。作为电极材料优选铂、铂合金等。此外，上述说明中，虽然电极制成一对，但不限于一对，也可以在电解槽内配备许多的电极对，提高电解效率。
16是电解电源，该电源的正接头与负接头和前述两电极12、14分别用配线18、20连接。对上述各电极外加的电力极性既可以是不变化的，也可以是按适当的时间间隔彼此切换的。按每设定时间切换外加电力的极性的场合，由于在1个电极上交替地生成阳极侧电解水与阴极侧电解水，故阳极侧电解水与阴极侧电解水充分地混合，所以是特别优选的。极性切换时间的间隔优选2-60次/分钟。
通过前述有机电解质水溶液供给管8送到无隔膜电解槽10中的有机电解质水溶液4在电解槽中进行电解。电解电流密度优选0.003-0.03A/cm2、特别优选0.01-0.02A/cm2。电解电流密度低于0.003A/cm2的场合，所得混合电解水中的有机电解质的羟基的离解度不够高，或超氧化物自由基的歧化作用不充分。而电解电流密度超过0.03A/cm2的场合，由于按照电流值得到的混合电解水中的有机电解质的羟基的离解度不高、或超氧化物自由基的歧化作用不增加，故不经济。
因此，通过把电解电流密度控制在上述范围内，可以使电解槽流出的混合电解水中的羟基的离解度与电解前的离解度相比达到1.25倍以上，或使超氧化物自由基的歧化作用达到电解前的歧化作用的1.2倍以上。
如上述通过进行电解，在电解槽内电解中生成的阳极侧电解水与阴极侧电解水自然地得到混合。两种电解水混合的混合电解水通过混合电解水取出管22连续地排放到外部。
另外，超氧化物自由基的歧化能力的有无，可以利用后述的ESR测的有无超氧化物自由基信号来判断。
图2是表示电解装置另外一个例子的图。该例中，不连续地向电解槽供给有机电解质水溶液。图2中，30是无隔膜电解槽，在该电解槽内部相互对置地平行配置一对电极32、34。36是电解电源，对前述电极32、34供给电解电力。电解槽内装满有机电解质水溶液38。通过从电解电源36对两电极32、34供给电力，有机电解质水溶液38被电解。有关构成的详细情况由于与上述相同，故省略其说明。
实施例
以下，利用实施例更具体地说明本发明。
实施例1
使用图2表示的电解装置，电解含有抗坏血酸(AsA)的电解原水。
把10×10cm的钛上涂有铂的一对电极安装在电解槽中。电极间距离为2mm。电解槽是长11cm、宽5cm、高12cm的长方形体。制备浓度30mM的AsA水溶液，在前述电解槽中装满AsA水溶液660ml。边搅拌AsA水溶液，边对两电极通0.25A的电流进行电解。从电解开始每经过30秒钟改变极性进行电解。把电解生成的混合电解水的pH、氧化还原电位(ORP)、溶解氧量(DO)、电导率(EC)示于表1。另外，使用0.1N NaOH溶液对电解生成的各电解时间的混合电解水进行中和滴定，把对该滴定量比较的结果示于图3。此外，把使用电子自旋共振装置测定AsA、水溶性类黄酮及水溶性儿茶酸对超氧化物自由基的歧化能力的结果示于图4。再者，电子自旋共振装置的信号测定条件如下。
测定温度：室温
微波输出功率：3.7mW
扫描磁场：339.1mT±5.5mT
磁场调制：100kHz(外部调制方式)
调制幅度：0.1mT
时间常数：0.12秒
扫描时间：1分钟
表1
| 电解时间(秒) | 0 | 30 | 90 |
| pH | 3.01 | 3.02 | 3.02 |
| ORP(mV) | 148 | 109 | 80 |
| DO(mg/L) | 6.62 | 0.5 | 0.01 |
| EC(mS/m) | 46.5 | 46.4 | 46.3 |
由表1说明，ORP随电解时间的经过而减少，更趋向于还原侧。另外，DO也减少，说明阳极侧电解水与阴极侧电解水高效率地混合后，DO减少。还表明EC基本上无变化，电解质离子基本上没增减。
由图3说明滴定量随电解时间的增加而减少，电解得到的混合电解水的离解度增加。并且此时由表1可确认混合电解水的pH基本上不变化。
由图4说明超氧化物自由基的歧化能力随电解时间的增长而增加。
Claims (2)
1.混合电解水的制造方法，所述混合电解水是向具有电极间距离2mm以下的至少一对惰性电极的无隔膜电解槽中供给含有低于0.1mM的水溶性无机盐、1-50mM的有机电解质的有机电解质水溶液进行电解为特征得到的阴极侧电解水与阳极侧电解水的混合电解水，在使用氢氧化钠水溶液对调整到pH与电解生成的该混合电解水相同的前述有机电解质水溶液进行中和滴定时，中和滴定量比原水溶液少或者每摩尔的超氧化物自由基歧化能力高，所述有机电解质是抗坏血酸、抗坏血酸的水溶性衍生物、水溶性多酚或草本植物类的水溶性萃取物。
2.权利要求1所述的混合电解水的制造方法，其中，每分钟交互改变2次以上供于两个电极的电力的极性。
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Families Citing this family (11)
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|---|---|---|---|---|
| CN1986894B (zh) * | 2005-12-21 | 2011-06-15 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种产氢储氢一体化方法和装置 |
| JP2007296434A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Mikuni Corp | 電解水及びその製造方法 |
| ITMI20071863A1 (it) * | 2007-09-28 | 2009-03-29 | Industrie De Nora Spa | Dispositivo elettrochimico per trattamento biocida in applicazioni agricole |
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| CN101767848B (zh) * | 2008-12-30 | 2012-07-18 | 肖志邦 | 一种无隔膜微电流电解制取功能水的方法及装置 |
| US20100276278A1 (en) * | 2009-04-30 | 2010-11-04 | Doug Bender | Modular electrolysis device |
| CN104997803B (zh) | 2010-07-22 | 2019-07-09 | 雷文制药有限公司 | 包含使用磁偶极子稳定化溶液的治疗或改善疾病并增强表现的方法和组合物 |
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| US20160205982A1 (en) * | 2013-09-19 | 2016-07-21 | Reoxcyn Discoveries Group, Inc. | Life enhancing beverages |
| CN105217738A (zh) * | 2014-06-24 | 2016-01-06 | 罗民雄 | 一种有1个或多个进水通道并可将进水制成电解水的方法与装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1160429A (ja) * | 1997-08-26 | 1999-03-02 | Matsushita Electric Works Ltd | 洗顔水の生成方法及び洗顔水の生成装置及び洗顔水 |
| JP2001347269A (ja) * | 2000-06-08 | 2001-12-18 | Mikuni Corp | 陽極電解水、及びその製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0648315B2 (ja) * | 1987-09-16 | 1994-06-22 | 動力炉・核燃料開発事業団 | 放射性廃棄物の加熱分解処理装置 |
| US6921743B2 (en) * | 2001-04-02 | 2005-07-26 | The Procter & Gamble Company | Automatic dishwashing compositions containing a halogen dioxide salt and methods for use with electrochemical cells and/or electrolytic devices |
| JP2002301476A (ja) * | 2001-04-10 | 2002-10-15 | Mikuni Corp | アスコルビルグルコサミン電解生成水、及びその製造方法 |
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2003
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Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPH1160429A (ja) * | 1997-08-26 | 1999-03-02 | Matsushita Electric Works Ltd | 洗顔水の生成方法及び洗顔水の生成装置及び洗顔水 |
| JP2001347269A (ja) * | 2000-06-08 | 2001-12-18 | Mikuni Corp | 陽極電解水、及びその製造方法 |
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