CN103601469A

CN103601469A - 一种环境养生功能材料及其制备方法

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Publication number: CN103601469A
Application number: CN201310594071.4A
Authority: CN
Inventors: 张朝伦; 沈连明; 赵瑞; 段福科
Original assignee: TAIYUAN LUNJIA ECOLOGY HEALTH HOME TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Taiyuan Biological Polytron Technologies Inc
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2033-11-21
Also published as: CN103601469B

Abstract

本发明涉及一种环境养生功能材料及其制备方法。按照将黄土放在烘箱内进行干燥灭菌、干燥后碾磨、过筛，制备黄土粉体；将电气石粉体进行微波加热预处理后倒入搅拌机中搅拌的同时加入触媒粉体，均匀搅拌后，再加入永磁材料粉体，继续搅拌，再加入石墨烯粉体，继续搅拌，最后加入活性炭粉体和制备好的黄土粉体，匀速搅拌1小时，制成环境养生功能复合粉体。采用低温烧结后，取出、冷却至室温，用充磁机充磁后制成环境养生功能材料。本发明有效改进和完善了多材料的微粒体系理论，更加高效的实现生态环境因子的协同聚集作用，极大的提高了对目前人们生存环境的综合治理效果，满足人们环境养生的需求。

Description

一种环境养生功能材料及其制备方法

技术领域

本发明属于一种材料领域，具体涉及一种环境养生功能材料及其制备方法。

背景技术

随着我国工业化及城市化进程的日益加速，我们在享受现代物质文明的同时也必须面对土地污染、空气污染、水污染等环境问题，这也是导致亚健康人群基数日益庞大的主要原因。因此，开发具有环境养生因子的新材料，还原人类生存环境成为新材料研究亟待解决的问题。

中国古代“洞天福地”学说认为，世界具有自身独特的时空构造，又存在相对隔绝性，具有各自的天地、日月、山川、草木等自然组成因素，由于洞天福地位于大世界的空间中，因此它们与我们的世界就有着各种各样的联系，是以环环相套的圈层宇宙构成论为背景来解释天、地、人、物的存在形式，随着古人不断的探索和实践，完整地提出了天下十大洞天、三十六小洞天、七十二福地。现代科技也在不断研究长寿村现象，发现人类的健康长寿现象拥有一定的地域带，而这些地域带与古代“洞天福地”基本吻合。长寿村都具有独特的地理位置，环境优雅，风景宜人。进一步研究发现长寿村有较高的地磁、丰富的空气负离子、适宜的远红外、饮用小分子团水等环境因素，结合无污染食物和朴素的生活方式，故而长寿。

针对日益恶化的生存环境和人们不断提高的环境及养生意识，结合中国古代环境养生理论和长寿村的科研成果，我们开发了一种环境养生功能材料，可以协同释放多种环境养生因子。

环境养生因子是指利用功能生态材料释放的一种或几种物质（或能量），达到净化、修复人体外部生存环境，进而促进人体内部环境的改善。我们在功能新材料领域申报的专利“一种具有保健功能的复合材料及其制备方法”（专利号：200410012274.9）和“具有多种生态能量因子的复合材料及其制备方法”（专利号：200910073675.8），均是通过材料协同作用释放多种环境养生因子有益于改善环境。

发明内容

本发明目的是解决目前环境养生功能材料存在的环境养生因子单一、效率不高、性能不稳定等技术问题，而提拱一种环境养生功能材料及其制备方法。

本发明的技术方案是：

本发明一种环境养生功能材料，是由下列重量百分比的原料制成：

石墨烯粉体5～10%、黄土15～30%、触媒粉体10～20%、电气石粉体15～30%、永磁材料粉体10～35%、活性炭粉体5～15%。

本发明一种环境养生功能材料的制备方法，包括以下步骤：

a)将黄土放在烘箱内进行干燥灭菌，300℃持续干燥6小时后用球磨机碾磨3小时，过100微米筛，制备黄土粉体；

b)将电气石粉体进行微波加热预处理1小时后倒入搅拌机中搅拌的同时加入触媒粉体，均匀搅拌30分钟后，再加入永磁材料粉体，继续搅拌30分钟后，再加入石墨烯粉体，继续搅拌30分钟，最后加入活性炭粉体和制备好的黄土粉体，匀速搅拌1小时，制成环境养生功能复合粉体。

c)将制得的环境养生功能复合粉体加复合粉体总重量比为3%的水进行造粒或模压成不同形状，采用常规的低温烧结方法，在700℃～900℃条件下进行烧结2小时后，取出、冷却至室温，用充磁机充磁后制成环境养生功能材料。

作为一种优选方式：所述的石墨烯粉体粒径为0.1～10微米，单层剥离比率>80%。

作为一种优选方式：所述的黄土粉体粒径为10～100微米。

作为一种优选方式：所述的触媒粉体为0.1～10微米的二氧化钛、三氧化钨、氧化锌中的一种或几种。

作为一种优选方式：所述的电气石粉体为0.1～10微米的锂电气石、镁电气石、铁电气石中的一种或几种。

作为一种优选方式：所述的永磁材料粉体为0.1～10微米的铁氧体永磁材料、钕铁硼材料、钐钴材料中的一种或几种。

作为一种优选方式：所述的活性炭粉体为5～100微米的椰壳活性碳、竹活性炭、矿物质活性碳中的一种或几种；活性炭粉体指标为：碘值≥900mg/g、亚甲蓝值苯吸附≥120mg/g、比表面积≥1000m²/g、机械强度≥90%。

本发明主选洞天福地的天然黄土材料、永磁性材料、环境净化材料、触媒材料、电子转移材料、活性炭等，通过复合、改性、表征等工艺使材料高性能化和多功能化，赋予复合功能材料高效释放负磁能、远红外、负离子等生态因子特性，实现还原“洞天福地”生存环境和改善人体亚健康状态的功能。本发明是在前期研究基础上，结合古代环境养生理论和现代科技，改进和完善了多材料的微粒体系理论，更加高效的实现生态环境因子的协同聚集作用，极大的提高了对目前人们生存环境的综合治理效果，满足人们环境养生的需求。

本发明中复合材料相互间作用机理如下：

电气石经微波加热预处理后，原来不对称的C轴将更加明显，晶格的三维空间点阵变化，晶格能越大，离子电荷越高。电气石荷电增加了触媒材料禁带中的附加能级，其价带中的电子跃迁到这些附加能级上然后再跃迁到导带中去，所需能量要比电子直接从价带跃迁到导带小得多，因此扩展了触媒材料的响应范围。石墨烯具有类二维平面结构，电子传导特性极强。磁性材料、活性炭材料以及黄土粉体可以有效地增加石墨烯层片间的距离，大大减弱石墨烯片层间的相互作用，使石墨烯的独特性质得以保留，阻止石墨烯微粒团聚。

环境养生能量模块是由多种材料的超细集合，形成了多极反应体系。永磁材料是电气石的反射材料，磁场所产生的劳伦磁力加强了电气石的电子旋转能量，能促使处于静止状态下的电气石产生更多的负离子。触媒材料的光生电子首先传递给石墨烯，部分石墨烯被还原，其余的电子则储存于石墨烯材料中，储存的电子用于去还原永磁材料中Fe⁴⁺→Fe³⁺，加强了磁场的劳伦兹力。另外电气石自极化能力加强有利于触媒材料产生的电子-空穴对分离，提高量子效率。

石墨烯具有微米、纳米尺度的独特晶体结构，致使其能量传输主要集中在两个方向：X-Y轴和Z轴。较高的导热系数显著提升了复合材料的导热性能，可防止能量在复合材料传递过程中的消耗。

活性炭为功能性复合材料进行多极反应体系提供框架，极大的分散了功能性复合材料的功能基团，增大了比表面积，提高了多极反应体系的效能。

石墨烯是迄今发现强度最大、韧性最好的材料，结合黄土粘结，形成排列致密、形状整齐的针状晶体，使环境养生能量模块耐折抗冲击强度明显增强。

具体实施方式

实施例1：

取10微米的石墨烯粉体10%、黄土30%、10微米的二氧化钛粉体20%、10微米的铁电气石粉体20%、10微米的铁氧体永磁材料粉体10%、100微米的椰壳活性碳粉体10%。

具体制备方法是将上述重量百分比的原料按照以下步骤制得：

b)将10微米的铁电气石粉体进行微波加热预处理1小时后倒入搅拌机中搅拌的同时加入10微米的二氧化钛粉体，均匀搅拌30分钟后，再加入10微米铁氧体永磁材料粉体，继续搅拌30分钟后，再加入10微米的石墨烯粉体，继续搅拌30分钟，最后加入100微米的椰壳活性碳粉体和制备好的黄土粉体，匀速搅拌1小时，制成环境养生功能复合粉体。

c)将制得的环境养生功能复合粉体加复合粉体总重量比为3%的水进行模压成圆片，采用常规的低温烧结方法，在900℃条件下进行烧结2小时后，水分已全部蒸发，取出、冷却至室温，用充磁机充磁后制成环境养生功能材料的模块。可安置到生态环境养生家居产品中。经测试环境养生能量片表面磁感应强度为600高斯、远红外法向发射率为0.85、负离子浓度为1350个/立方厘米。

实施例2

取5微米的石墨烯粉体5%、黄土20%、5微米的三氧化钨粉体20%、5微米的镁电气石粉体20%、5微米的钕铁硼材料粉体20%、50微米的竹活性炭粉体15%。

b)将5微米的镁电气石粉体进行微波加热预处理1小时后倒入搅拌机中搅拌的同时加入5微米的三氧化钨粉体，均匀搅拌30分钟后，再加入5微米的钕铁硼材料粉体，继续搅拌30分钟后，再加入5微米的石墨烯粉体，继续搅拌30分钟，最后加入50微米的竹活性炭粉体和制备好的黄土粉体，匀速搅拌1小时，制成环境养生功能复合粉体。

c)将制得的环境养生功能复合粉体按3%（重量比）添加到水溶性涂料中，均匀喷涂于墙壁。在20立方米的实验仓内3小时测试结果：甲醛降解率为95%、甲苯降解率为90%、二甲苯降解率为92%。添加环境养生复合粉体的水溶性涂料负离子浓度为1680个/立方厘米。

实施例3

取5微米的石墨烯粉体10%、100微米的黄土粉体20%、10微米的三氧化钨粉体10%、3微米的锂电气石粉体30%、10微米的钐钴材料粉体15%、100微米的煤质活性炭粉体15%。

b)将3微米的锂电气石粉体用微波加热预处理1小时，取预处理后的3微米的锂电气石粉体倒入搅拌机中，加入10微米的钐钴材料粉体，均匀搅拌30分钟后，再加入10微米的铁氧体粉体，继续搅拌30分钟，后再加入5微米的石墨烯粉体，继续搅拌30分钟，最后加入100微米的煤质活性炭粉体和100微米的黄土粉体，匀速搅拌1小时，得到环境养生功能复合粉体。在环境养生功能复合粉体中加水（占复合粉体总重量比为3%）进行直径造粒，直径为5毫米的小球，经800℃低温烧结2小时（水分已全部蒸发），取出冷却至室温，充磁机充磁后制成环境养生能量球，可安置在家用净水器滤筒中。在滤筒中装入400克环境养生能量球，对出水水质进行测试：ORP为-80mv、17O核磁共振半幅宽为60Hz。

Claims

1.一种环境养生功能材料，其特征是由下列重量百分比的原料制成：

2.根据权利要求1所述一种环境养生功能材料的制备方法，其特征是包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述一种环境养生功能材料，其特征是所述的石墨烯粉体粒径为0.1～10微米，单层剥离比率>80%。

4.根据权利要求1所述一种环境养生功能材料，其特征是所述的黄土粉体粒径为10～100微米。

5.根据权利要求1所述一种环境养生功能材料，其特征是所述的触媒粉体为0.1～10微米的二氧化钛、三氧化钨、氧化锌中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述一种环境养生功能材料，其特征是所述的电气石粉体为0.1～10微米的锂电气石、镁电气石、铁电气石中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述一种环境养生功能材料，其特征是所述的永磁材料粉体为0.1～10微米的铁氧体永磁材料、钕铁硼材料、钐钴材料中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述一种环境养生功能材料，其特征是所述的活性炭粉体为5～100微米的椰壳活性碳、竹活性炭、矿物质活性碳中的一种或几种；活性炭粉体指标为：碘值≥900mg/g、亚甲蓝值苯吸附≥120mg/g、比表面积≥1000m²/g、机械强度≥90%。