CN102491482B - 抗菌负电位组合物及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了抗菌负电位组合物及其制备方法和用途。所述组合物包括如下组分及重量百分比含量：电气石10～25％，闪角石5～15％，沸石5～15％，木鱼石5～20％，麦饭石5～20％，蛇纹石5～20％，氧化镁3～5％，氧化锌3～5％，氧化硅3～5％。其制备方法为：按比例称取组分，混合，加热，冷却，粉碎、球磨至微米级粉体；再加入去离子水搅拌、混合均匀、热处理后即得。本发明通过对功能材料的进一步优选组合、最大效能发挥了本发明的抗菌负电位组合物的综合作用，对水进行活化、矿化以及负电位化的同时抑制细菌滋生，并控制水的PH值始终控制在最适宜人体健康标准的范围内，使得经过其处理后的水成为真正适合人类饮用的优质好水。
Description
技术领域
本发明涉及水处理领域，具体涉及一种抗菌负电位组合物及其制备方法和用途。
背景技术
水是生命之源，健康之本，是人类赖以生存、社会经济得以发展所必需的物质基础。近些年来，随着“活化水”、“功能水”等有益于人体健康的饮用水名词不断的出现在市场上，人们逐渐意识到饮用优质水的重要性，开始注重饮水健康和科学。所谓的活化水，是指水分子缔合度降低后，水的溶解力、渗透力、代谢力、扩散力、乳化力均有所增强，在一定程度上可以增强生物体的新陈代谢，血脂代谢，酶活性以及免疫功能的水。从微观角度来讲，活化水的过程就是使大分子团水(H2O)n中的n值变小的过程。
水分子经过活化变成活化水后，会赋予水分子许多优良的生物学性能。如分子结构好，当水分子团簇小到六元时，它将形成稳定的六元环结构，这种六元结构水分子团簇可以较好的通过水溶性膜，并具有一定的运载功能；粘度降低，有利于营养物质的分配和废物的排泄；呈弱碱性，可以自动的调节人体的体液，增强人体的体质；含氧量高，能及时补充生物体的需氧量；表面张力减小，水分子间的相互粘结力降低，使水分子的空间缩小；等等。活化水还可以在工业、农业、医疗保健等多个领域进行应用。因此，研究活化水具有重要意义。
常见的活化水的方法主要有外加磁场法、外加电场法、红外辐射法、直接加热法和微波法等，而这些方法都需要消耗额外的能量。电气石是一种既具有表面电场，又具有发射远红外线的一种天然矿物，电场和远红外线都能够打断水分子中的氢键，使水分子的缔合度降低。而且电气石可以重复利用，对环境无污染，因此用电气石活化水既节能，又环保。然而，单独使用电气石时，其对负离子的释放能力、远红外能力和抗菌抑菌能力都不够理想。
研究表明，由于电气石具天然电极性，表面具有高场强，又具有辐射远红外线和释放负离子等功能，因将电气石添加到其他材料中，不但会发挥电气石本身的性能，而且也会使其他料的性能得到提高。功能材料的进一步优选组合及材料作用的最大效能发挥成为当前的热门研究方向。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种抗菌负电位组合物及其制备方法和用途。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明涉及一种抗菌负电位组合物，包括如下组分及重量百分比含量：
电气石 10～25％，
闪角石 5～15％，
沸石 5～15％，
木鱼石 5～20％，
麦饭石 5～20％，
蛇纹石 5～20％，
氧化镁 3～5％，
氧化锌 3～5％，
氧化硅 3～5％。
本发明还涉及一种根据上述的抗菌负电位组合物的制备方法，包括如下步骤：
a、将所述组分按比例称取，混合后，在200～300℃加热4～6小时，冷却，粉碎、球磨至微米级粉体；
b、在粉碎球磨后的粉体中加入去离子水搅拌、混合均匀、热处理后制得抗菌负电位组合物。
优选的，步骤a中所述微米级粉体为10～70微米。
优选的，步骤b中所述热处理为200～300℃加热20～40分钟。
优选的，所述抗菌负电位组合物可进一步制成颗粒、容器或滤材。
优选的，所述抗菌负电位组合物进一步制成颗粒的步骤具体如下：在抗菌负电位组合物中加入去离子水和陶粘土粉，搅拌，混合，用制粒机制粒、低温烘烤，高温烧结，制得颗粒状抗菌负电位组合物。
优选的，所述低温烘烤具体为在100～200℃加热1～3小时。
优选的，所述高温烧结具体为在600～800℃加热20～30分钟。
优选的，所述制得的颗粒状抗菌负电位组合物为2～8mm。
本发明又涉及一种根据前述的抗菌负电位组合物的用途，所述抗菌负电位组合物添加到水中，进行水的活化、矿化以及负电位化。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的组分中能产生负电位、电磁能和远红外能的矿物质材料层为海生生物体及天然矿物陶粒，均来自天然，没有化学添加成分，对人体安全高效。
2、通过对功能材料的进一步优选组合、最大效能发挥了本发明的抗菌负电位组合物的综合作用，解决了采用单一组合(如，仅仅采用电气石)所不能解决的问题。在对水进行活化、矿化以及负电位化的同时抑制水中细菌的滋生，并控制水的PH值始终控制在最适宜人体健康标准的范围内，使得经过其处理后的水成为真正适合人类饮用的优质好水。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明的抗菌负电位组合物包括如下组分，电气石、闪角石、沸石、木鱼石、麦饭石、蛇纹石、氧化镁、氧化锌、氧化镍以及氧化硅。
其中，电气石是一种非金属矿物，具有天然电极性，表面存在高电场，电场可以破坏水分子中的氢键，改变水分子的团簇结构，把大分子水变成小分子水；另外电气石具有发射远红外线的功能，电气石发射的远红外线的能量与水中的氢键产生共振，可以把水分子中的氢键打开，从而把大分子团水变小为只含有5～6个水分子；此外，电气石在水中可以释放出Na、Mg、Fe、Mn、Li、Al、Si、B、O、H、F等11种矿物质和微量元素，按照电气石天然有益的矿物质可在水中微溶解原理，水分子能够得到矿化。
木鱼石和麦饭石能够产生Mg、Fe、Si、B、Al等矿物微量元素，使其处理后的水中含有对人体有益的微量元素。同时，麦饭石也具备远红外线辐射能力，能把大分子团水变为水分子团水，使水得到充分的活化。
蛇纹石作为保护剂，起到平衡和缓冲的作用。
氧化镁、氧化锌、氧化镍以及氧化硅具有顺磁性、催化性、激活性；其中，镁元素还能够产生大量的氢离子。
实施例1
制备方法如下：
a、按如下组分及重量百分比含量进行备料：
电气石 10％，
闪角石 5％，
沸石 15％，
木鱼石 20％，
麦饭石 20％，
蛇纹石 20％，
氧化镁 3％，
氧化锌 3％，
氧化硅 4％；
b、上述备好的原料混合后，在200℃加热6小时，冷却，粉碎、球磨至40微米级粉体；
c、在粉碎球磨后的粉体中加入加入去离子水搅拌、混合均匀、热处理(200℃加热40分钟)后制得抗菌负电位组合物。
d、抗菌负电位组合物进一步制成颗粒，步骤如下：在抗菌负电位组合物中加入去离子水和陶粘土粉，搅拌，混合，用制粒机制粒、低温烘烤(100℃加热3小时)，高温烧结(800℃加热20分钟)，制得粒径为15mm的颗粒状抗菌负电位组合物。
实施例2
制备方法如下：
a、按如下组分及重量百分比含量进行备料：
电气石 25％，
闪角石 10％，
沸石 5％，
木鱼石 5％，
麦饭石 20％，
蛇纹石 20％，
氧化镁 5％，
氧化锌 5％，
氧化硅 5％；
b、上述备好的原料混合后，在250℃加热5小时，冷却，粉碎、球磨至10微米级粉体；
c、在粉碎球磨后的粉体中加入加入去离子水搅拌、混合均匀、热处理(300℃加热20分钟)后制得抗菌负电位组合物。
d、抗菌负电位组合物进一步制成颗粒，步骤如下：在抗菌负电位组合物中加入去离子水和陶粘土粉，搅拌，混合，用制粒机制粒、低温烘烤(200℃加热1小时)，高温烧结(600℃加热30分钟)，制得粒径为8mm的颗粒状抗菌负电位组合物。
实施例3
制备方法如下：
a、按如下组分及重量百分比含量进行备料：
电气石 20％，
闪角石 15％，
沸石 15％，
木鱼石 20％，
麦饭石 15％，
蛇纹石 5％，
氧化镁 4％，
氧化锌 3％，
氧化硅 3％；
b、上述备好的原料混合后，在300℃加热4小时，冷却，粉碎、球磨至70微米级粉体；
c、在粉碎球磨后的粉体中加入加入去离子水搅拌、混合均匀、热处理(220℃加热25分钟)后制得抗菌负电位组合物。
d、抗菌负电位组合物进一步制成颗粒，步骤如下：在抗菌负电位组合物中加入去离子水和陶粘土粉，搅拌，混合，用制粒机制粒、低温烘烤(150℃加热2小时)，高温烧结(700℃加热25分钟)，制得粒径为6mm的颗粒状抗菌负电位组合物。
实施例4
制备方法如下：
a、按如下组分及重量百分比含量进行备料：
电气石 25％，
闪角石 15％，
沸石 10％，
木鱼石 15％，
麦饭石 5％，
蛇纹石 15％，
氧化镁 5％，
氧化锌 5％，
氧化硅 5％；
b、上述备好的原料混合后，在220℃加热5.5小时，冷却，粉碎、球磨至30微米级粉体；
c、在粉碎球磨后的粉体中加入加入去离子水搅拌、混合均匀、热处理(250℃加热30分钟)后制得抗菌负电位组合物。
d、抗菌负电位组合物进一步制成颗粒，步骤如下：在抗菌负电位组合物中加入去离子水和陶粘土粉，搅拌，混合，用制粒机制粒、低温烘烤(180℃加热2.5小时)，高温烧结(750℃加热22分钟)，制得粒径为2mm的颗粒状抗菌负电位组合物。
实施例5
制备方法如下：
a、按如下组分及重量百分比含量进行备料：
电气石 20％，
闪角石 15％，
沸石 15％，
木鱼石 10％，
麦饭石 15％，
蛇纹石 15％，
氧化镁 3％，
氧化锌 4％，
氧化硅 3％；
b、上述备好的原料混合后，在280℃加热4.5小时，冷却，粉碎、球磨至60微米级粉体；
c、在粉碎球磨后的粉体中加入加入去离子水搅拌、混合均匀、热处理(270℃加热35分钟)后制得抗菌负电位组合物。
d、抗菌负电位组合物进一步制成颗粒，步骤如下：在抗菌负电位组合物中加入去离子水和陶粘土粉，搅拌，混合，用制粒机制粒、低温烘烤(120℃加热1.5小时)，高温烧结(650℃加热28分钟)，制得粒径为1mm的颗粒状抗菌负电位组合物。
实施例6、抗菌负电位组合物活化性能测试
1、称量0.30g实施例1～5制得的颗粒状抗菌负电位组合物，分别置于试管中标号待用。
2、按顺序制样测试，用量筒量取10ml自来水样于试管中，与颗粒状抗菌负电位组合物均匀混合，震荡10min后，用注射器抽取约2ml试液，用离心机离心10min，得到上清液。
3、将上清液和锁场剂按照10∶1的比例混合置于核磁管中，震荡均匀后封口。
4、使用核磁共振仪(Bruker Avance II，500MHz)进行测试。
测试结果如表1所示：
表1抗菌负电位组合物作用后水分子170NMR半高宽数据
| 加入的样品 | 核磁共振半高宽(Hz) | 加入的样品 | 核磁共振半高宽(Hz) |
| 原水样 | 152.73 | 实施例1 | 71.20 |
| 实施例2 | 66.00 | 实施例3 | 64.40 |
| 实施例4 | 63.46 | 实施例5 | 65.23 |
从表1可以看出经过本发明的抗菌负电位组合物处理后，水分子的170NMR半高宽急剧变窄。从抗菌负电位组合物活化水的效果来看，实施例3、4、5(对应的抗菌负电位组合物颗粒粒径分别为：6、2、1mm)对水分子的活化作用较好，其中实施例4的抗菌负电位组合物处理水后，使水分子170NMR半高宽从152.73Hz降低到64.40Hz。除实施例1对应的颗粒粒径较大(15mm)，对水分子的170NMR半高宽影响较小外，其他样品均使水分子的170NMR半高宽降到70Hz以下。说明本发明的抗菌负电位组合物具有较好的活化水效果。此外，在相同质量下颗粒粒径小的抗菌负电位组合物对应的表面积大，但是粒径过小的抗菌负电位组合物放入水中有时会造成水体的二次污染，而且容易与水一起流走，导致资源的浪费；因此结合活化水的效果优选颗粒粒径为2～8mm。
本实验中，水分子经过活化后，170NMR半高宽均小于100Hz，说明经过本发明的抗菌负电位组合物作用后，水分子已形成了稳定的六元环结构。
实施例7、抗菌负电位组合物对不同酸碱度溶液pH值的影响测试
将实施例1～5制得的颗粒状抗菌负电位组合物分别加入到pH＝3，pH＝6，pH＝12的HCl溶液，水溶液，NaOH溶液中，观察电气石对不同酸碱度溶液pH值的影响，结果如表2所示：
表2本发明的抗菌负电位组合物对不同酸碱度溶液pH值的影响
| 实施例 | HCl | 水 | NaOH |
| 实施例1 | 6.5 | 7.5 | 11.5 |
| 实施例2 | 7 | 7.8 | 11 |
| 实施例3 | 7.5 | 7.8 | 10.8 |
| 实施例4 | 7.8 | 8.0 | 10.5 |
| 实施例5 | 8 | 8.2 | 10 |
本发明的抗菌负电位组合物加入到不同pH值的溶液中，溶液的pH值均发生了变化；其粒径越小，对pH值的影响越大。由表2数据可以明确，经过本发明的抗菌负电位组合物处理后的水的PH值呈弱碱性，能中和人体内的多余酸素，调节人体的酸碱平衡，是在最适宜人体健康标准的范围内。
实施例8、抗菌负电位组合物的负电位测试
取实施例1～5制得的颗粒状抗菌负电位组合物分别加入到200ML纯水中，均匀搅拌后，静置5分钟，采用ORP负电位测试笔测试负电位，分别为：-100mV、-96mV、-101mV、-98mV、-100mV。说明本发明的抗菌负电位组合物能够释放出负电位。
实施例9、抗菌、防霉性能测试
对实施例1～5制得的颗粒状抗菌负电位组合物进行抗菌、防霉性能测试，结果如表3所示。
表3本发明的抗菌负电位组合物的抗菌、防霉性能数据
| 实施例 | 大肠杆菌抗菌率％ | 葡萄状球杆菌抗菌率％ | 防霉性能 |
| 实施例1 | 95.0 | 98.0 | 3 |
| 实施例2 | 98.0 | 97.0 | 3 |
| 实施例3 | 98.0 | 98.0 | 3 |
| 实施例4 | 95.0 | 97.0 | 3 |
| 实施例5 | 98.0 | 97.0 | 3 |
由表3可知，抗菌率高达95～98％，防霉能力为最高值“3”，说明了本发明的抗菌负电位组合物具有良好的抗菌能力和防霉能力。
实施例10
制备方法如下：
a、按如下组分及重量百分比含量进行备料：
电气石 20％，
闪角石 12％，
沸石 13％，
木鱼石 15％，
麦饭石 10％，
蛇纹石 15％，
氧化镁 5％，
氧化锌 5％，
氧化硅 5％；
b、上述备好的原料混合后，在220℃加热5.5小时，冷却，粉碎、球磨至85微米级粉体；
c、在粉碎球磨后的粉体中加入加入去离子水搅拌、混合均匀、热处理(250℃加热30分钟)后制得抗菌负电位组合物。
所述制得的抗菌负电位组合物可进一步制成容器或滤材。
所述制得的抗菌负电位组合物也可直接添加到水中，进行水的活化、矿化以及负电位化。
综上所述，通过对功能材料的进一步优选组合、最大效能发挥了本发明的抗菌负电位组合物的综合作用，解决了采用单一组合(如，仅仅采用电气石)所不能解决的问题。在对水进行活化、矿化以及负电位化的同时抑制水中细菌的滋生，并控制水的PH值始终控制在最适宜人体健康标准的范围内，使得经过其处理后的水成为真正适合人类饮用的优质好水。
Claims (9)
1.一种抗菌负电位组合物的制备方法，其特征在于，所述抗菌负电位组合物包括如下组分及重量百分比含量：
电气石 10～25%，
闪角石 5～15%，
沸石 5～15%，
木鱼石 5～20%，
麦饭石 5～20%，
蛇纹石 5～20%，
氧化镁 3～5%，
氧化锌 3～5%，
氧化硅 3～5%；
所述制备方法包括如下步骤：
a、将所述组分按比例称取，混合后，在200～300℃加热4～6小时，冷却，粉碎、球磨至微米级粉体；
b、在粉碎球磨后的粉体中加入去离子水搅拌、混合均匀、热处理后制得抗菌负电位组合物。
2.根据权利要求1所述的抗菌负电位组合物的制备方法，其特征在于，步骤a中所述微米级粉体为10～70微米。
3.根据权利要求1所述的抗菌负电位组合物的制备方法，其特征在于，步骤b中所述热处理为200～300℃加热20～40分钟。
4.根据权利要求1所述的抗菌负电位组合物的制备方法，其特征在于，所述抗菌负电位组合物可进一步制成颗粒、容器或滤材。
5.根据权利要求4所述的抗菌负电位组合物的制备方法，其特征在于，所述抗菌负电位组合物进一步制成颗粒的步骤具体如下：在抗菌负电位组合物中加入去离子水和陶粘土粉，搅拌，混合，用制粒机制粒、低温烘烤，高温烧结，制得颗粒状抗菌负电位组合物。
6.根据权利要求5所述的抗菌负电位组合物的制备方法，其特征在于，所述低温烘烤具体为在100～200℃加热1～3小时。
7.根据权利要求5所述的抗菌负电位组合物的制备方法，其特征在于，所述高温 烧结具体为在600～800℃加热20～30分钟。
8.根据权利要求5所述的抗菌负电位组合物的制备方法，其特征在于，所述制得的颗粒状抗菌负电位组合物为2～8mm。
9.一种根据权利要求1所述的方法制得的抗菌负电位组合物的用途，其特征在于，所述抗菌负电位组合物添加到水中，进行水的活化、矿化以及负电位化。
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