CN104261383B - 量子碳素及其制备方法和实施设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种量子碳素，包括粒径为0.6‑100nm的碳素粒子，所述碳素粒子为单碳和/或石墨烯粒子，在所述碳素粒子的表层具有含有碳、氢、氧、氮的化合物，所述含有碳、氢、氧、氮的化合物包括稠环芳烃、含有碳氧单键的化合物、含有碳氧双键的化合物、含有碳氢键的化合物。本发明还公开了一种量子碳素液，所述量子碳素液为含有量子碳素的水溶液，所述量子碳素液的ORP为280mv‑380mv、电导率σ为1‑5ms/cm、电动势为280mv～380mv、pH值为1.5‑3.2、浓度为0.1％‑0.45％。本发明还公开了用于制备所述量子碳素的装置及方法。本发明工艺简单、成本低、易于控制，容易实现规模化生产，且无三废产生，生产的碳粒子颗粒度均匀，产品质量稳定。
Description
技术领域
本发明涉及量子碳素及其制备方法和实施设备，尤其是涉及利用电化学阳极氧化方法对石墨碳阳极板进行氧化制备单碳、石墨烯、多层石墨碳、碳氢化合物混合物及单质的方法及其实施设备。
背景技术
石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光；导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s，比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率约10-6Ω·cm，比铜或银更低，为目前世界上电阻率最小的材料。石墨烯是由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，其厚度只有一个单碳原子的厚度，即0.335纳米，其碳碳键长为0.142nm。石墨烯拥有其他材料所不具备的特殊性能，因其电阻率极低，电子迁移的速度极快，被期待用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管，又由于石墨烯是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。目前，石墨烯是在国防、航空、科研、电子、环保、节能、医疗等传统领域和新兴领域都有应用，有着巨大的市场需求。
基于石墨烯的特殊性能和广泛用途，石墨烯生产制备方法得到快速发展，目前主要有机械剥离法、化学氧化法、晶体外延生长法、化学气相沉积法、有机合成法和碳纳米管剥离法等。其中利用碳氧化制备的方法就有很多，如用浓硝酸、浓硫酸、硝基腐蚀酸、次氯酸钾或过锰酸钾等氧化剂对碳原料进行氧化，还有如臭氧氧化、放电氧化、等离子放电氧化等。但上述各种氧化方法都存在工艺烦琐、能耗过高等问题，如通过氧化剂进行氧化的生产方法需要进行中和酸性工艺，需去除碳液中的非碳粒子或催化用金属等有害杂质，技术要求过高，控制不当很容易出现团聚现象，很难保证产品质量。上述生产制备石墨烯的方法因工艺烦琐、设备太复杂、不易控制，使石墨烯的普及应用受到极大限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种量子碳素及其制备方法和实施设备。具有工艺简单、成本低廉、易于控制、没有污染的优点。
本发明量子碳素由如下质量百分比的碳素粒子构成：0.6≤粒径≤0.9nm的碳素粒子50％～95％、0.9＜粒径＜50.0nm的碳素粒子10％～50％、50≤粒径≤100nm的碳素粒子0％～20％，以上三种碳素粒子相加为100％；所述碳素粒子为单碳和/或石墨烯粒子，在所述碳素粒子的表层具有含有碳、氢、氧、氮的化合物，所述含有碳、氢、氧、氮的化合物为稠环芳烃、含有碳氧单键的化合物、含有碳氧双键的化合物、含有碳氢键的化合物的一种或几种的混合物，其中各元素比例为：C 45％～55％，H 0.2％～2.0％，N 0.1％～0.3％，O 45％～65％。
一种量子碳素液，其中所述量子碳素液为含有本发明所述的量子碳素的水溶液，所述量子碳素液的ORP为280mv-380mv、电导率σ为1-5ms/cm、电动势为280mv～380mv、pH值为1.5-3.2、浓度为0.1％-0.45％。
为解决现在技术中生产制备石墨烯的工艺烦琐、设备太复杂、不易控制的技术问题，本发明中制备量子碳素的实施设备包括制备系统、分级系统、储备系统和控制系统，制备系统由第一循环泵、微泡发生装置、电化学阳极氧化装置、超声波发射装置、第二循环泵、磁控装置、混合物储存罐、参数调整装置依次首尾连通构成，第一循环泵设有进料口。
分级系统包括第一输送泵、第二输送泵、高速离心泵组和真空干燥箱；储备系统包括量子碳素混合液储存罐、石墨烯混合液储存罐、多层石墨碳混合液储存罐、碳氢结构体混合液储存罐和量子碳素粉体储存罐。
第一输送泵的进口与混合物储存罐连通，第一输送泵的出口通过连通管路与量子碳素混合液储存罐连通；第二输送泵的进口与混合物储存罐连通，第二输送泵的出口分别与高速离心泵组和真空干燥箱的进口连通；高速离心泵组的出口分别与石墨烯混合液储存罐、多层石墨碳混合液储存罐和碳氢结构体混合液储存罐连通；真空干燥箱的出口与量子碳素粉体储存罐连通。
其中，微泡发生装置包括壳体和设置于壳体内腔中的至少一组微泡发生组件，壳体左侧壁上设有进液口和进气口，壳体右侧壁上设有出料口，相邻微泡生器组件之间设有环形垫圈；微泡发生组件由左盖、右盖和设置于左盖与右盖之间的组件盘组合构成，壳体上设有用于调整左盖和右盖同轴相对转动的装置；左盖、右盖和组件盘均为圆盘状，左盖与右盖的中心均设有贯通孔；左盖和右盖的直径相等且大于组件盘的直径，组件盘通过连接柱与右盖固定连接且处于左盖与右盖组合构成的微泡发生腔中。
微泡发生腔的结构为，在左盖的右侧面边缘设有第一凸起边沿，左盖的右侧面中部设有与组件盘半径相等的凸起短圆柱，短圆柱的圆周壁与第一凸起边沿的内侧壁之间设有间隙，短圆柱的右侧面设有彼此不相通的多个凹槽结构；组件盘的左侧面设有与短圆柱的右侧面相同的凹槽结构；右盖的左侧面边缘设有与左盖上的第一凸起边沿对称的第二凸起边沿，组件盘的右侧面与右盖的左侧面之间设有间隙，组件盘的圆周壁与第二凸起边沿的内侧壁之间设有间隙。当左盖、组件盘和右盖组装成微泡发生组件时，左盖上的第一凸起边沿与右盖上的第二凸起边沿密封贴合，短圆柱的右侧面与组件盘的左侧面密封贴合；当短圆柱右侧面的凹槽结构与组件盘左侧面的凹槽结构处于对称位置时，短圆柱右侧面的凹槽结构与组件盘左侧面的凹槽结构组合构成多个封闭的射流腔；当左盖与右盖相对旋转时，短圆柱右侧面的凹槽结构与组件盘左侧面的凹槽结构相对错开，所述多个射流腔彼此连通。
优选地，凹槽结构为，在短圆柱的右侧面设有中心凹槽、圆形凹槽和半圆形凹槽，中心凹槽设置一个且设置在短圆柱的右侧面中部位置，圆形凹槽设置在中心凹槽的周向外侧，半圆形凹槽设置在短圆柱的边缘，中心凹槽的边缘设有均匀分布的n个半圆形槽，n≥3，圆形凹槽的设置个数为n的倍数且沿以中心凹槽为中心的m个同心正n边形的各边均匀分布，m≥1，半圆形凹槽的设置个数等于最外侧正n边形各边上分布的圆形凹槽的数量之和，每个半圆形凹槽和相邻的圆形凹槽之间的最小距离均相等，相邻的中心凹槽、圆形凹槽、半圆形凹槽相互之间的最小距离均小于圆形凹槽的半径。进一步优选地，8≥n≥5，6≥m≥2。
其中，电化学阳极氧化装置包括罐体和设置于罐体内腔中的至少一组阳极氧化单元，阳极氧单元包括阳极板、第一阴极板和第二阴极板；第一阴极板设在罐体内腔的上侧壁上，第二阴极板设在罐体内腔的下侧壁上，阳极板设在第一阴极板和第二阴极板之间并与第一阴极板和第二阴极之间设有间隙；阳极板由石墨碳制成，第一阴极板和第二阴极板由金属制成；阳极板与高频脉冲直流电源的正极连接，第一阴极板和第二阴极板分别与高频脉冲直流电源的负极连接。
优选地，阳极板与第一阴极板和第二阴极板之间的间隙距离分别为2mm～8mm；制备阳极板使用的石墨碳的纯度大于或等于99.9％，石墨碳的灰份小于50ppm，石墨碳的细度大于或等于200目；制备第一阴极板和第二阴极板使用的金属为314#不锈钢，并对314#不锈钢表面进行镀Pt或镀Ni。
其中，超声波发射装置包括壳体和设置于壳体内腔中的至少一组超声波发射单元，超声波发射单元包括第一端子和第二端子，第一端子设在壳体内腔的上侧壁上，第二端子设在壳体内腔的下侧壁上，第一端子和第二端子之间设有间隙；第一端子和第二端子与交流电源和 超声波频段电控器连接。
优选地，第一端子和第二端子为棱台形状，第一端子的较小端和第二端子的较小端相对；超声波发射单元设有3～10组，相邻的超声波发射单元之间设有半隔断板，半隔断板的高度等于壳体401内腔高度的二分之一，使相邻的半隔断板成上下反方位设置。
其中，磁控装置包括外壳和设置于外壳内腔中的至少一组磁控单元，磁控单元包括第一磁块和第二磁块，第一磁块和第二磁块分别设在外壳内腔的左右侧壁上，第一磁块的N极与第二磁块的S极相对，第一磁块与第二磁块603之间设有间隙，使相邻的磁控单元的磁场方向成反方向设置。
优选地，第一磁块和第二磁块由高磁通量的永久固体磁石制成，永久固体磁石的饱和磁通密度≥30000高斯。
采用本发明量子碳素制备方法的实施设备，经过处理的pH值为6.5～7.2，电阻值为1MΩ～180MΩ的去离子水首先进入制备系统，由第一循环泵将去离子输送到微泡发生装置，去离子水在微泡发生装置中进行水体微泡处理。根据生产制备目的不同，可以向微泡发生装置上输入不同的气体。经微泡处理后的水体成为含有纳米级微泡的气液混合物，其中纳米级微泡的平均粒径在80nm～120nm，密度为10～12亿颗/ml。
处理后气液混合体进入电化学阳极氧化装置，因为阳极板与第一阴极板和第二阴极板之间存在高频脉冲直流电压，在电场和电化学氧化作用下，当高频脉冲直流电压增大时，阳极板和阴极板之间的电流也会增大，当电流达到某电流值为界限，阳极板外表面的石墨碳粒子会如雾般地析出，析出物以胶态悬浮于纳米极微泡混合液物中。需要说明的是，阳极板外表面石墨碳粒子析出的电流值及对应的电压值，因阳极板和与阴极板之间的距离不同而不同，可根据生产需要进行调整。在阳极板石墨碳粒子析出的同时，在电场场致作用及电化学氧化作用下，含有高浓度纳米微泡的气液混合物中也会产生大量羟基，对石墨碳粒子进行羟基化，经电化学阳极氧化装置处理后的混合物随后被输送到超声波发射装置。
在超声波发射装置中，超声波频段电控器通过两个端子向内腔中交替发射不同频段的20～200KHz的超声波。由于超声波的变化，内腔中的混合物不断受到压缩和稀疏，使流体产生剧烈振动。混合物中的纳米级微泡在振动能的作用下发生微射流，尤其是纳米级微泡产生的气穴现象，在纳米级微泡反复受到压缩和拉伸的作用突然爆裂时会产生冲击波，可以在局部空间内产生高达1011Pa的压力，温度可达104～106K。在这一过程中，在不同频段超声波的作用下，同时由于纳米级微泡产生的高温高压，混合物中的碳粒子的碳碳键和水的氢氧键会断裂，从而产生含有大量自由基、单碳、石墨烯、多层石墨碳及碳氢化合物的量子碳素混 合体。
经过超声波发射装置处理后得到的量子碳素混合液由第二循环泵输送到磁控装置，在交替磁场的作用下，量子碳素混合液中的极性物质被重新程序化组合且使量子碳素混合液的离子化性质得到强化。经磁控装置改质后的量子碳素混合液进入混合物储存罐中。
需要说明的是，在设备运行过程中，参数调整装置会不断对混合物储存罐的量子碳素混合液的pH值、电动势、浓度、温度、粒径频度分布等参数进行检测，并将检测数据传递到控制系统，由控制系统对设备的运行状态进行控制。
当检测的数据不符合生产制备目的时，控制系统指示制备系统将混合物储存罐中的量子碳素混合液输送到第一循环泵进行再生产。当检测的数据符合生产制备目的时，控制系统指示设备将混合物储存罐中的量子碳素混合液输送到分离系统，第一输送泵将一部分量子碳素混合液输送给储备系统的量子碳素混合液储存罐直接储存。第二输送泵将一部分量子碳素混合液输送给高速离心泵组，将一部分量子碳素混合液输送真空干燥箱。高速离心泵组对量子碳素混合液进行离心分级处理，将处理后得到的石墨烯混合液、多层石墨碳混合液、碳氢结构体混合液分别输送到储备系统的石墨烯混合液储存罐、多层石墨碳混合液储存罐、碳氢结构体混合液储存罐。真空干燥箱对其中的量子碳素混合液进行干燥处理，将得到的量子碳素粉体输送到储备系统的量子碳素粉体储存罐。
使用本发明量子碳素制备方法的实施设备可以得到量子碳素混合液、石墨烯混合液、多层石墨碳混合液、碳氢结构体混合液、量子碳素粉体五种类型产品。根据技术领域和使用目的还可以对得到的产品进行沉降、萃取、浓缩以得到符合目的最终产品。
一种采用本发明所述的装置制备量子碳素的方法，包括如下步骤：
(A)采用微泡发生装置对水进行净化微泡处理，得到pH值为6.5～7.2、电阻值为1MΩ～180MΩ、含有纳米微气泡的平均粒子径60nm～120nm、密度为10～12亿颗微泡/ml的去离子水；
(B)净化微泡处理后的去离子水进入电化学阳极氧化装置内，电化学阳极氧化装置中的石墨碳的纯度为99.9％，灰份小于50ppm，细度在200目以上，在60Mpa以上的压强下，按极板几何尺寸要求加工成型的碳板，极板基材为314#不锈钢，基材表面进行镀Pt或镀Ni处理；
(C)从电化学阳极氧化装置出来的水体进入超声波发射装置进行超声处理，其中的高频脉冲直流电源设备输出端直流电源不大于150V、不大于100A，超声波发射装置的输出端功率不大于2000KVA、三波频段20KHz、60KHz、120KHz交互发射；
(D)超声处理后的水体进入磁控装置，其中的饱和磁通密度值不低于30000.00高斯，磁控处理后的水体进入混合物储存罐，得到量子碳素的混合物，得到的量子碳素的混合物；
(E)参数调整装置不断对混合物储存罐中的量子碳素混合液的pH值、电动势、浓度、温度、粒径频度分布参数进行检测，并将检测数据传递回控制系统；当检测的数据不符合生产制备目的时，控制系统指示制备系统将混合物储存罐中的量子碳素混合液输送到微泡发生装置进行再生产；当检测的数据符合生产制备目的时，控制系统指示设备将混合物储存罐中的量子碳素混合液输送到分离系统，将一部分量子碳素混合液输送给储备系统的量子碳素混合液储存罐直接储存，一部分量子碳素混合液输送给高速离心泵组，同时将一部分量子碳素混合液输送真空干燥箱；高速离心泵组对量子碳素混合液进行离心分级处理，将处理后得到的石墨烯混合液、多层石墨碳混合液、碳氢氧结构体混合液分别输送到储备系统的石墨烯混合液储存罐、多层石墨碳混合液储存罐、碳氢结构体混合液储存罐，真空干燥箱对其中的量子碳素混合液进行干燥处理，将得到的量子碳素粉体输送到储备系统的量子碳素粉体储存罐。
本发明所述的制备量子碳素的方法，其中所述方法在室温下经过48～72小时，得到量子碳素液。
本发明所述的制备量子碳素的方法，其中所述高速离心泵组转速为15000转/分钟～20000转/分钟，对量子碳素混合液进行离心分级处理。
本发明所述的制备量子碳素的方法，其中，对所述量子碳素混合液离心处理后，向处理后的溶液中加入添加剂高速搅拌1小时，静置12小时，得到不同结构的石墨烯和碳氢氧化合物，其中所述添加剂由如下质量百分比的原料构成，其中的质量百分比为占处理后的溶液的质量百分比：氯化氢1.0～0.1‰、氢氧化钠0.2～2‰、2-羟基辛烷1～5‰、体积比为3：1的α-氢-ω-羟基-聚[氧(甲基-1,2-乙二基)]/2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇0.2～2‰、苯六甲酸0.005～0.02‰、碳酸氢钠1～5‰、氯化铵0.2～2‰。
本发明与现有技术相比具有以下优点：(1)本发明采用电化学阳极氧化方法，可以直接得到水系量子碳素溶液；(2)制备的混合液中量子碳素石墨烯簇分散稳定、合成尺寸可控，量子碳素粒径可达0.6nm～0.9nm；(3)合成的量子碳素石墨烯簇表面含有羧基、羟基等官能团，制备的单分散量子碳素解决了以往纳米材料难分散的问题；(4)将石墨碳加工成量子碳素悬浮液后具有极大的比表面积，化学活性、表面吸附性、导电性有显著改善，使原本不带电的碳分子表面带上了负电，且具有较高电动势；(5)目前苯六甲酸的合成和分离方法比较少，特别是分离方法比较难，本发明在制备单分散的量子碳素、石墨烯片的同时，制备出了苯六甲酸并且进行了分离；(6)本发明工艺简单、成本低、易于控制，容易实现规模化生产， 且无三废产生，生产的碳粒子颗粒度均匀，产品质量稳定。
下面结附图所示具体实施方式对本发明量子碳素的制备方法及其实施设备作进一步详细说明：
附图说明
图1为本发明量子碳素制备方法的实施设备的总装示意图；
图2为本发明量子碳素制备方法的实施设备中微泡发生装置结构示意图；
图3为微泡发生装置中微泡发生组件第一种结构的左盖结构示意图；
图4为图3的A-A截面示意图；
图5为微泡发生装置中微泡发生组件第一种结构的组件盘结构示意图；
图6为图5的B-B截面示意图；
图7为微泡发生装置中微泡发生组件第一种结构的右盖结构示意图；
图8为图7的B-B截面示意图；
图9为微泡发生装置中微泡发生组件第一种结构当组件盘与右盖组合时的示意图；
图10为图9的B-B截面示意图；
图11为微泡发生装置中微泡发生组件第一种结构当左盖、组件盘、右盖组合时的示意图；
图12为微泡发生装置中微泡发生组件第一种结构当左盖和组件盘相对旋转25度时，左盖和组件盘上的凹槽投影示意图；
图13为微泡发生装置中微泡发生组件第二种结构的左盖结构示意图；
图14为图13的A-A截面示意图；
图15为微泡发生装置中微泡发生组件第二种结构的组件盘结构示意图；
图16为图15的B-B截面示意图；
图17为微泡发生装置中微泡发生组件第二种结构的右盖结构示意图；
图18为图17的B-B截面示意图；
图19为微泡发生装置中微泡发生组件第二种结构当组件盘与右盖组合时的示意图；
图20为图9的B-B截面示意图；
图21为微泡发生装置中微泡发生组件第二种结构当左盖、组件盘、右盖组合时的示意图；
图22为微泡发生装置中微泡发生组件第二种结构当左盖和组件盘相对旋转20度时，左盖和组件盘上的凹槽投影示意图；
图23为微泡发生装置中微泡发生组件第三种结构的左盖结构示意图；
图24为图23的A-A截面示意图；
图25为微泡发生装置中微泡发生组件第三种结构的组件盘结构示意图；
图26为图25的B-B截面示意图；
图27为微泡发生装置中微泡发生组件第三种结构的右盖结构示意图；
图28为图27的B-B截面示意图；
图29为微泡发生装置中微泡发生组件第三种结构当组件盘与右盖组合时的示意图；
图30为图29的B-B截面示意图；
图31为微泡发生装置中微泡发生组件第三种结构当左盖、组件盘、右盖组合时的示意图；
图32为微泡发生装置中微泡发生组件第三种结构当左盖和组件盘相对旋转15度时，左盖和组件盘上的凹槽投影示意图；
图33为图1中电化学阳极氧化装置的A-A截面示意图；
图34为图1中超声波发射装置的B-B截面示意图；
图35为图1中磁控装置的结构示意图；
图36为图35的C-C截面示意图；
图37为电化学阳极氧化装置的阳极氧化合成反应过程；
图38为一张采用美国尼高力AVATAR 360ESP FT-IR对量子碳素液进行红外光谱(IR)分析结果；
图39为另一张采用美国尼高力AVATAR 360ESP FT-IR对量子碳素粒子进行红外光谱(IR)分析结果；
图40为采用日本电子公司JEM-2010高分辨率通用型透射电子显微镜进行透射电子显微镜(TEM)分析结果；
图41为另一张采用日本电子公司JEM-2010高分辨率通用型透射电子显微镜进行透射电子显微镜(TEM)分析结果；
图42-图48为采用美国维易科(Veeco)精密仪器有限公司的原子力显微镜对本发明的量子碳素进行AFM分析结果；
图49为采用气相色谱与质谱联用检测本发明的实施例2样品的结果；
图50为苯六甲酸国际标准红外吸收谱图；
图51为本发明的实施例3样品的红外吸收光谱分析结果；
图52石墨碳(carbon graphite)的XRD标准卡片图，卡片号为75-1621；
图53为采用日本理学Rigaku公司的Automated D/Max B型衍射仪对量子碳素液中的固 体物质进行检测的结果图；
图54为量子碳素粒子X射线光电子能谱(XPS)分析图；
图55为对量子碳素粒子中的C1s进行窄谱分析(电子能谱分析)图；
图56对量子碳素粒子中的O1s进行窄谱分析(电子能谱分析)图。
附图中的英文与中文对照如下：
Digital Instruments NanoScope 纳米尺度数显仪器
Scan size 扫描尺寸范围 1.000um
Scan rate 扫描频率 1.969Hz
Number of samples 样品数量 256ml
Image Data 图像数据 取最大点
Data scale 数据比例尺度 2.000nm
View angle 视角
Light angle 光线角度
X 0.200um/div X轴 0.200微米/刻度
Z 2.000nm/div Z轴 2.000纳米/刻度
0 deg 0度
Section Analysis 截面分析
Spectrum 光谱
Surface distance 纵向距离
Horiz distance(L) 水平方向距离
Vert distance 垂直方向
Angle deg 角度 度
Spectral period DC 光谱周波 直流
Spectral freq 0Hz 光谱频率 0Hz
Spectral RMS amp 0nm 光谱RMS放大器 0纳米
％Transmittance 透射率％
Wavenumbers(cm-1) 周波数cm-1
BENZENEHEXACARBOXYLIC ACID 苯六甲酸
Relative Abundance 相对丰度
Time(min) 时间(秒)
m/z 质荷比
2-theta scale 2θ衍射角
Intensity 强度
Binding Energy(eV) 电子结合能(电子伏)
C/S 光电子的测量强度
具体实施方式
针对现有技术中生产制备石墨烯因工艺烦琐、设备太复杂、不易控制存在的一系列问题，本发明实施例量子碳素制备方法首先对水进行净化去离子处理和微泡处理，利用电化学阳极氧化方法对石墨碳阳极板进行氧化，使阳极板析出石墨粒子，然后再对产出的混合液进行超声波处理和磁化处理，即可方便地制备出单碳、石墨烯、多层石墨碳、碳氢化合物混合液，根据使用需要还可以进行离心分级、干燥、沉降、萃取、浓缩处理。
一种量子碳素，包括粒径为0.6-100nm的碳素粒子，碳素粒子为单碳和/或石墨烯粒子，在碳素粒子的表层具有含有碳、氢、氧、氮的化合物，含有碳、氢、氧、氮的化合物包括稠环芳烃、含有碳氧单键的化合物、含有碳氧双键的化合物、含有碳氢键的化合物。
优选的是，量子碳素由如下质量百分比的碳素粒子构成：0.6≤粒径≤0.9nm的碳素粒子50％～95％、0.9＜粒径＜50.0nm的碳素粒子10％～50％、50≤粒径≤100nm的碳素粒子0％～20％；含有碳、氢、氧、氮的化合物为稠环芳烃、含有碳氧单键的化合物、含有碳氧双键的化合物、含有碳氢键的化合物的一种或几种的混合物，其中各元素比例为：C 45％～55％，H 0.2％～2.0％，N 0.1％～0.3％，O 45％～65％。
元素分析结果采用美国EAI公司CE-440型快速元素分析仪得到的，分析精度：0.15％，分析准确度：0.15％，比例关系可以看出，量子碳素粒子整体上含氧基团的数目很高。
更优选的是，本发明中稠环芳烃结构中的碳元素content 0.433，结构式如下(不限于以下结构式)：
优选的是，碳氧单键结构中的碳元素结构式content 0.335如下(不限于以下结构式)：
优选的是，碳氧双键结构中的碳元素结构式content 0.232如下，(不限于以下结构式)：
量子碳素中的各元素比例为：C 50.19％，H 0.42％，N 0.22％，O 49.17％时。量子碳素中的碳元素是稠环芳烃结构碳，质量百分比为43.3％，碳氧单键结构中的碳元素质量百分比为33.5％，碳氧双键结构中的碳元素质量百分比为23.2％。碳氧单键结构中的氧元素质量百分比为54.3％，碳氧双键结构中的氧元素质量百分比为45.7％，图55图56。量子碳素液的特性指标为：ORP为360mv、电导率σ为2.0ms/cm、pH值为2.2、浓度为0.40％。
一种量子碳素液，其中量子碳素液为含有量子碳素的水溶液，量子碳素液的ORP为280mv-380mv、电导率σ为1-5ms/cm、电动势为280mv～380mv、pH值为1.5-3.2、浓度为0.1％-0.45％。
纯净的碳粒子表面应该是碱性的，因为其的微晶表面是由巨大的芳香稠环结构组成的，这是路易斯碱，在水中易吸收氢离子而使周围液体呈碱性，酸性只是在表面键合氧到一定程 度抵消路易斯碱性后出现的，pH值就是碳纳米粒子表面含氧量的标志，pH值的高低主要取决于碳纳米粒子表面含氧基团的数目。
如图1所示，具体实施设备包括制备系统、分级系统、储备系统和控制系统(图中未示出)，制备系统由第一循环泵1、微泡发生装置2、电化学阳极氧化装置3、超声波发射装置4、第二循环泵5、磁控装置6、混合物储存罐7、参数调整装置8依次首尾连通构成，第一循环泵1设有进料口。
分级系统包括第一输送泵9、第二输送泵10、高速离心泵组11和真空干燥箱12；储备系统包括量子碳素混合液储存罐13、石墨烯混合液储存罐14、多层石墨碳混合液储存罐15、碳氢结构体混合液储存罐16和量子碳素粉体储存罐17；第一输送泵9的进口与混合物储存罐8连通，第一输送泵9的出口通过连通管路与量子碳素混合液储存罐13连通；第二输送泵10的进口与混合物储存罐7连通，第二输送泵10的出口分别与高速离心泵组11和真空干燥箱12的进口连通；高速离心泵组11的出口分别与石墨烯混合液储存罐14、多层石墨碳混合液储存罐15和碳氢结构体混合液储存罐16连通；真空干燥箱12的出口与量子碳素粉体储存罐17连通。
如图2所示，微泡发生装置2包括壳体和设置于壳体内腔中的至少一组微泡发生组件，壳体左侧壁上设有进液口和进气口，壳体右侧壁上设有出料口，相邻微泡生器组件之间设有环形垫圈。微泡发生组件包括左盖21、右盖22和设置于左盖21与右盖22之间的组件盘23，在壳体上设置用于调整左盖21和右盖22同轴相对转动的装置(图中未示出)，把左盖21、右盖22和组件盘23均设计成圆盘状，在左盖21与右盖22的中心均设置贯通孔，左盖21和右盖22的直径相等且大于组件盘23的直径，组件盘23通过连接柱与右盖22固定连接且处于左盖21与右盖22组合构成的微泡发生腔中。
如图3至图12所示微泡发生腔的第一种结构，在左盖21的右侧面边缘设置第一凸起边沿2101，在左盖21的右侧面中部设置与组件盘23半径相等的凸起短圆柱2102，使短圆柱2102的圆周壁与第一凸起边沿2101的内侧壁之间留有间隙，在短圆柱2102的右侧面设置一个中心凹槽2103、十二个圆形凹槽2104和十二个半圆形凹槽2105，中心凹槽2103设置在短圆柱2102的右侧面中部位置，在中心凹槽2103的边缘设置均匀分布的六个半圆形槽，把圆形凹槽2104设置在中心凹槽2103的周向外侧并沿正六连的各边均匀分布，把半圆形凹槽2105设置在短圆柱2102的边缘并使每个半圆形凹槽2105和相邻的圆形凹槽2104之间的最小距离均相等，同时使相邻的中心凹槽2103、圆形凹槽2104、半圆形凹槽2105相互之间的最小距离均小于圆形凹槽2104的半径。
在右盖22的左侧面边缘设置与左盖21上的第一凸起边沿2101对称的第二凸起边沿2201，把组件盘23与右盖22用连接柱24固定连接，并使组件盘23的右侧面与右盖22的左侧面之间留有间隙，组件盘23的圆周壁与第二凸起边沿2201的内侧壁之间留有间隙。在组件盘23的左侧面设置与短圆柱2102的右侧面相同的凹槽结构。
当左盖21、组件盘23和右盖22组装成微泡发生组件时，左盖21上的第一凸起边沿2101与右盖22上的第二凸起边沿2201密封贴合，短圆柱2102的右侧面与组件盘23的左侧面密封贴合。当短圆柱2102右侧面的凹槽结构与组件盘23左侧面的凹槽结构处于对称位置时，短圆柱2102右侧面的凹槽结构与组件盘23左侧面的凹槽结构会组合构成多个封闭的射流腔；当左盖21与右盖22相对旋转一定角度时，如二十五度，短圆柱2102右侧面的凹槽结构与组件盘23左侧面的凹槽结构会相对错开，从而使所述多个射流腔彼此连通。
如图13至图22所示微泡发生腔的第二种结构，与第一种结构不同的是，本结构增设了十八个圆形凹槽2104，并让增设的圆形凹槽2104均匀分布在原有圆形凹槽2104外侧的同心正六边形的各边上；同时把半圆形凹槽2105增加为十八个，同样要使每个半圆形凹槽2105和相邻的圆形凹槽2104之间的最小距离均相等，并使相邻的中心凹槽2103、圆形凹槽2104、半圆形凹槽2105相互之间的最小距离均小于圆形凹槽2104的半径。本结构设计使微泡发生组件包含了两重圆形凹槽2104的结构。通过增加圆形凹槽2104和半圆形凹槽2105，可以使微泡发生组件包含更多的射流腔，使气液混合物在微泡发生组件中进行更为彻底的物理化学反应。需要说明的是，理论上可以把微泡发生组件设计成包含无数重圆形凹槽2104的结构。
如图23至图32所示微泡发生腔的第三种结构，与第二种结构不同的是，在短圆柱2102的右侧面通过设置一个中心凹槽2103、二十五个圆形凹槽2104和十五个半圆形凹槽2105，在中心凹槽2103的边缘设置均匀分布的五个半圆形槽，使圆形凹槽2104均匀分布在两个同心正五边形的各边上，同样要使每个半圆形凹槽2105和相邻的圆形凹槽2104之间的最小距离均相等，并使相邻的中心凹槽2103、圆形凹槽2104、半圆形凹槽2105相互之间的最小距离均小于圆形凹槽2104的半径。
需要说明的是，微泡发生组件中微泡发生腔的结构不限于以上列举的实施例，理论上可以在中心凹槽的边缘通过设置均匀分布的n个半圆形槽，n≥3，把圆形凹槽的设置个数为n的倍数且沿以中心凹槽为中心的m个同心正n边形的各边均匀分布，m≥1，并把半圆形凹槽的设置个数等于最外侧正n边形各边上分布的圆形凹槽的数量之和，同时使每个半圆形凹槽和相邻的圆形凹槽之间的最小距离均相等，使相邻的中心凹槽、圆形凹槽、半圆形凹槽相互之间的最小距离均小于圆形凹槽的半径，均可实现本发明目的。考虑到使用需要和设计 制造方便等因素，实验表明，8≥n≥5，6≥m≥2时最为合适，且效果最好控制。
需要强调的是，微泡发生组件中微泡发生腔的结构也可以采有其他不同的设计，只要当左盖21和组件盘23外于对称位置时两者上的凹槽结构可以组成不相连通的多个封闭的射流腔，当两者相对同轴转动一定角度时使两者的凹槽结构组成的多个射流腔能相互连通即可实现本发明目的。
微泡发生装置的工作过程如下所述，当左盖21和组件盘23上的各凹槽处于对称位置时，左盖21和组件盘23上的各凹槽配合组成多个封闭的射流腔，左盖21中部的贯通孔与右盖22中部的贯通孔因射流腔封闭不连通。通过调整壳体上的左盖21和右盖22同轴相对转动的装置；当左盖21和右盖22相对同轴旋转一定角度时，由于组件盘23与右盖22是固定连接的，左盖21上的短圆柱2102右侧面的各凹槽和组件盘23左侧面的对应凹槽应会相互错开，又由于各凹槽之间的最小距离小于圆形凹槽2104的半径，而且圆形凹槽2104是按正六边形的各边均匀分布的，各射流腔应会因此相互连通，并通过右盖22和左盖21与组件盘23之间因留有间隙形成的通道，使左盖21中部的贯通孔与右盖22中部的贯通孔之间形成有效通路。水体和气体由左盖21中间的贯通孔进入微泡发生组件，气液混合物微泡初生后，在不同参数状态下的射流腔中进行发育、膨胀、压缩、溃变，经过多组微泡发生组件反复地发生压溃拉伸回弹再生，使微泡的尺寸每再生一次则裂变为无数个小尺寸微泡。
需要说明的是，通过调整左盖21和组件盘23同轴旋转的相对角度、供气量的多少、介质的流量、液压、温度及运动粘度等技术参数，可有效控制微泡的尺寸和密度，通常使用情下，液体介质压力范围为0.01Mpa～100Mpa，优选0.02Mpa～10Mpa；液体介质流量范围为0.01升/分钟～100升/分钟，优选0.1升/分钟～30升/分钟；液体介质运动粘度范围：0.20mm2/s～180.00mm2/s，优选0.50mm2/s～180.00mm2/s；气体介质运动粘度范围为1.00mm2/s～110.00mm2/s，优选1.20mm2/s～30.00mm2/s。本发明的微泡发生装置可批量产出含有25nm级以下的高浓度纳米级微泡的介质混合物。
在微泡生成过程中，当微泡尺寸达到纳米级以下时，由于电离、离子吸附、离子取代、摩擦接触等各种因素相互影响，微泡表面会集聚大量负电荷。由于带电微粒会吸引分散的带相反电荷的离子，距离微泡表面较近的离子就会被强烈束缚着，距离微泡表面较远的离子则会形成一个松散的电子云。根据电容原理就会形成双电层的对称电离层，从而在每个微泡周围形成球形超级电场，且会吸引介质溶液中带相反电荷的离子一起运动。微泡携带电场能量在介质中能形成能量气穴。
如图1和图33所示，电化学阳极氧化装置3包括罐体301和设置于罐体301内腔中的三 组阳极氧化单元，阳极氧单元包括阳极板302、第一阴极板303和第二阴极板304；第一阴极板303设在罐体301内腔的上侧壁上，第二阴极板304设在罐体301内腔的下侧壁上，阳极板302设在第一阴极板303和第二阴极板304之间并与第一阴极板303和第二阴极304之间设有间隙；阳极板302由石墨碳制成，第一阴极板303和第二阴极板304由金属制成；阳极板302与高频脉冲直流电源的正极连接，第一阴极板303和第二阴极板304分别与高频脉冲直流电源的负极连接。需要说明的是，阳极氧化单元不限于三组，只要设置一组以上均可实现本发明目的，也可以根据生产需要调整阳极板和阴极板面积。
作为电化学阳极氧化装3的一种优选结构，阳极板302与第一阴极板303和第二阴极板304之间的间隙距离分别设为2mm～8mm；阳极板302选用纯度大于或等于99.9％，灰份小于50ppm，石细度大于或等于200目的石墨碳，在60Mpa以上的压强下按极板几何尺寸要求加工制成；第一阴极板303和第二阴极板304使用的金属为314#不锈钢，并在314#不锈钢表面进行镀Pt或镀Ni处理。
如图1和图34所示，超声波发射装置4包括壳体401和设置于壳体401内腔中的三组超声波发射单元，需要说明的是，只要设置一组以上均可实现本发明目的，可以根据生产需要进行具体调整。超声波发射单无不限三组，超声波发射单元包括第一端子402和第二端子403，第一端子402设置在壳体401内腔的上侧壁上，第二端子403设置在壳体401内腔的下侧壁上，使第一端子402和第二端子403之间留有间隙；使第一端子402和第二端子403与交流电源和超声波频段电控器连接。工作过程中，超声波频段电控器通过第一端子402和第二端子403向壳体401的内腔中交替发射不同频率的超声波。
作为超声波发射装置4的一种优选结构，把第一端子402和第二端子403设计棱台形状，让第一端子402和第二端子403的较小端相对；同时把超声波发射单元设置3～10组，并在相邻的超声波发射单元之间设有半隔断板，把半隔断板的高度设计成等于壳体(401)内腔高度的二分之一，使相邻的半隔断板成上下反方位设置，此种结构，可以使混合液体在超声波内腔中延长通过路径，增加受超声波激化时间。
如图35和图36所示，磁控装置6包括外壳601和设置于外壳601内腔中的四组磁控单元，磁控单元包括第一磁块602和第二磁块603，第一磁块602和第二磁块603分别设在外壳601内腔的左右侧壁上；使第一磁块602的N极与第二磁块603的S极正对，相邻的磁控单元的磁场方向成反方向设置，并在第一磁块602与第二磁块603之间留有间隙。需要说明的是，磁控单元不限于三组，只要设置一组以上均可实现本发明目的，也可以根据生产需要具体调整磁控单元组数和第一磁块602的N极与第二磁块603的S极的正对面积以及二者之 间的距离。作为一种优选结构，第一磁块602和第二磁块603使用高磁通量的永久固体磁石制成，永久固体磁石的饱和磁通密度应大于或等于30000高斯。
本发明量子碳素制备方法的实施设备运行过程如下，经过处理的pH值为6.5～7.2，电阻值为1MΩ～180MΩ的去离子水首先进入制备系统，由第一循环泵1将去离子水输送到微泡发生装置2，去离子水在微泡发生装置2中进行水体微泡处理。经微泡处理后的水体成为含有纳米级微泡的气液混合物，其中纳米级微泡的平均粒径在80nm～120nm，密度为10～12亿颗/ml。
处理后气液混合体进入电化学阳极氧化装置3，因为阳极板302与第一阴极板303和第二阴极板304分别与高频脉冲直流电源的正负极相连，使阳极板302与第一阴极板303和第二阴极板304之间存在高频脉冲电压，在电场和电化学氧化作用下，当高频脉冲直流电压增大时，阳极板302与第一阴极板303和第二阴极板304之间的电流也会增大，当电流达到某电流值为界限，阳极板302外表面的石墨碳粒子会如雾般地析出，析出粒子以胶态悬浮于纳米级微泡混合液中。需要说明的是，阳极板302外表面石墨碳粒子析出的电流值及对应的电压值，因阳极板302与一阴极板303和第二阴极板304之间的距离不同而不同。实际使用过程中可根据生产需要进行调整。在阳极板302外表面的石墨碳粒子析出的同时，在电场场致作用及电化学氧化作用下，含有高浓度纳米微泡的气液混合物中也会产生大量羟基，对石墨碳粒子进行羟基化。经电化学阳极氧化装置3处理后的混合物随后被输送到超声波发射装置4。
在超声波发射装置4中，超声波频段电控器通过两个端子向内腔中交替发射不同频段的20～200KHz的超声波。由于超声波的交替变化，内腔中的混合物不断受到压缩和稀疏，使流体产生剧烈振动。混合物中的纳米级微泡在振动能的作用下发生微射流，尤其是纳米级微泡产生的气穴现象，在纳米级微泡反复受到压缩和拉伸的作用突然爆裂时会产生冲击波，可以在局部空间内产生高达1011Pa的压力，温度可达104～106K。在这一过程中，在不同频段超声波的作用下，同时由于纳米级微泡产生的高温高压，混合物中的碳粒子的碳碳键和水的氢氧键会断裂，从而产生含有大量自由基、单碳、石墨烯、多层石墨碳及碳氢化合物的量子碳素混合体。
经过超声波发射装置4处理后得到的量子碳素混合液由第二循环泵5输送到磁控装置6，在交替磁场的作用下，量子碳素混合液中的极性物质被重新程序化组合且使量子碳素混合液的离子化性质得到强化。经磁控装置4改质后的量子碳素混合液进入混合物储存罐7中。
需要说明的是，在设备运行过程中，参数调整装置8会不断对混合物储存罐7中的量子 碳素混合液的pH值、电动势、浓度、温度、粒径频度分布等参数进行检测，并将检测数据传递回控制系统(图中未示出)，由控制系统对设备的运行状态进行控制。
当检测的数据不符合生产制备目的时，控制系统指示制备系统将混合物储存罐7中的量子碳素混合液输送到第一循环泵1进行再生产。当检测的数据符合生产制备目的时，控制系统指示设备将混合物储存罐7中的量子碳素混合液输送到分离系统，第一输送泵9将一部分量子碳素混合液输送给储备系统的量子碳素混合液储存罐13直接储存。第二输送泵10将一部分量子碳素混合液输送给高速离心泵组11，同时将一部分量子碳素混合液输送真空干燥箱12。高速离心泵组11对量子碳素混合液进行离心分级处理，将处理后得到的石墨烯混合液、多层石墨碳混合液、碳氢结构体混合液分别输送到储备系统的石墨烯混合液储存罐14、多层石墨碳混合液储存罐15、碳氢结构体混合液储存罐16。真空干燥箱12对其中的量子碳素混合液进行干燥处理，将得到的量子碳素粉体输送到储备系统的量子碳素粉体储存罐17。
使用本发明量子碳素制备方法的实施设备可以得到量子碳素混合液、石墨烯混合液、多层石墨碳混合液、碳氢结构体混合液、量子碳素粉体五种类型产品。根据技术领域和使用目的的不同，可以对得到的产品直接使用，也可以对得到的产品进行沉降、萃取、浓缩以得到符合使用要求的产品。
一种制备量子碳素的方法，包括如下步骤：
A、采用微泡发生装置2对水进行净化微泡处理，得到pH值为6.5～7.2、电阻值为1MΩ～180MΩ、含有纳米微气泡的平均粒子径60nm～120nm、密度为10～12亿颗微泡/ml的去离子水；
B、净化微泡处理后的去离子水进入电化学阳极氧化装置3内，电化学阳极氧化装置3中的石墨碳的纯度为99.9％，灰份小于50ppm，细度在200目以上，在60Mpa以上的压强下，按极板几何尺寸要求加工成型的碳板，极板基材为314#不锈钢，基材表面进行镀Pt或镀Ni处理；
C、从电化学阳极氧化装置3出来的水体进入超声波发射装置4进行超声处理，其中的高频脉冲直流电源设备输出端直流电源不大于150V、不大于100A，超声波发射装置4的输出端功率为不大于2000KVA、三波频段20KHz、60KHz、120KHz交互发射；
D、超声处理后的水体进入磁控装置6，其中的饱和磁通密度值不低于30000.00高斯，磁控处理后的水体进入混合物储存罐7，得到量子碳素的混合物，得到的量子碳素的混合物。
E、参数调整装置8不断对混合物储存罐7中的量子碳素混合液的pH值、电动势、浓度、温度、粒径频度分布参数进行检测，并将检测数据传递回控制系统；当检测的数据不符合生 产制备目的时，控制系统指示制备系统将混合物储存罐7中的量子碳素混合液输送到微泡发生装置2进行再生产；当检测的数据符合生产制备目的时，控制系统指示设备将混合物储存罐7中的量子碳素混合液输送到分离系统，将一部分量子碳素混合液输送给储备系统的量子碳素混合液储存罐13直接储存，一部分量子碳素混合液输送给高速离心泵组11，同时将一部分量子碳素混合液输送真空干燥箱12；高速离心泵组11对量子碳素混合液进行离心分级处理，将处理后得到的石墨烯混合液、多层石墨碳混合液、碳氢结构体混合液分别输送到储备系统的石墨烯混合液储存罐14、多层石墨碳混合液储存罐15、碳氢结构体混合液储存罐16，真空干燥箱12对其中的量子碳素混合液进行干燥处理，将得到的量子碳素粉体输送到储备系统的量子碳素粉体储存罐17。
方法在室温25℃下，装置通电运行48～72小时，得到量子碳素液。
高速离心泵组11转速为15000转/分钟～20000转/分钟，对量子碳素混合液进行离心分级处理。
量子碳素溶液离心处理后，向处理溶液中加入不同的添加剂高速搅拌1小时，静置12小时，得到不同结构的石墨碳烯和碳氢氧化合物。
本发明的添加剂为：HCl氯化氢(添加量1.0～0.1‰)；NaOH氢氧化钠(0.2～2‰)；C8H18O2-羟基辛烷(1～5‰)；(C3H6O)n(C3H6O)n(C3H6O)nC6H14O3α-氢-ω-羟基-聚[氧(甲基-1,2-乙二基)]/2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇(3：1)(0.2～2‰)；C12H6O12苯六甲酸(0.005～0.02‰)；NaHCO3碳酸氢钠(1～5‰)；氯化铵NH4Cl(0.2～2‰)。添加剂不限于此，上述百分比为占处理后的溶液的百分比。
优选的具体方法为以下几种中的一种：
实施例1：
采用微泡发生装置2对水进行净化微泡处理，得到pH值为6.5～7.2、电阻值为120MΩ、含有纳米微气泡的平均粒子径100nm、密度为10～12亿颗微泡/ml的去离子水。净化微泡处理后的去离子水进入电化学阳极氧化装置3内，电化学阳极氧化装置3中的石墨碳的纯度为99.9％，灰份小于50ppm，细度在200目，在60Mpa以上的压强下，加工成几何尺寸为长100cm×宽100cm×厚10cm石墨板作为阳极极板，两枚金属板(长100cm×宽100cm×厚1cm)基材为314#不锈钢且表面镀Pt作为阴极。石墨板阳极在两金属板阴极之间，阴阳极间的距离为3cm，采用恒流电源在阴极与阳极之间控制恒定电流密度为0.02mA/cm2,从电化学阳极氧化装置3出来的水体进入超声波发射装置4进行超声处理，其中的高频脉冲直流电源设备输出端直流电源，超声波发射装置4的输出端功率为800KVA、三波频段20KHz、60KHz、120KHz交互发射。超声处理后的水体进入磁控装置6，其中的饱和磁通密度值为30000.00高斯，磁控处理后的水体进入混合物储存罐7。参数调整装置8不断对混合物储存罐7中的量子碳素混合液的pH值、电动势、浓度、温度、粒径频度分布参数进行检测，并将检测数据传递回控制系统。制备系统在室温下(25℃)通电运行72小时。得到的量子碳素的混合物。将制得的溶液通过第二输送泵10输送给高速离心泵组11，在16000转/分钟的转速下离心沉降、分离除去杂质和大颗粒的碳材料后得到量子碳素悬浮溶液。向1000ml的量子碳素溶液中加入质量为1.0g质量的NaOH，以及0.5g质量的HCl作为添加剂。液体混合高速搅拌1小时，在储存罐14静置12小时后溶液呈为白色。液体物质过滤后，得到0.6nm～0.9nm尺度范围的羟基化单层石墨烯和多层(2～10层)石墨烯的混合溶液。量子碳素液体通过高速离心连续泵组可分离出单层、多层石墨烯各种规格产物。也可以通过真空干燥箱12将溶液浓缩、蒸干后得到石墨烯粉体固体物于储存罐17。
实施例2：
采用微泡发生装置2对水进行净化微泡处理，得到pH值为6.5～7.2、电阻值为120MΩ、含有纳米微气泡的平均粒子径80nm、密度为12亿颗微泡/ml的去离子水。净化微泡处理后的去离子水进入电化学阳极氧化装置3内，电化学阳极氧化装置3中的石墨碳的纯度为99.9％，灰份小于50ppm，细度在200目，在60Mpa以上的压强下，加工成几何尺寸为长100cm×宽100cm×厚10cm石墨板作为阳极极板，两枚金属板(长100cm×宽100cm×厚1cm)基材为314#不锈钢且表面镀Pt作为阴极。石墨板阳极在两金属板阴极之间，阴阳极间的距离为3cm，采用恒流电源在阴极与阳极之间控制恒定电流密度为0.02mA/cm2,从电化学阳极氧化装置3出来的水体进入超声波发射装置4进行超声处理，其中的高频脉冲直流电源设备输出端直流电源，超声波发射装置4的输出端功率为800KVA、三波频段20KHz、60KHz、120KHz交互发射。超声处理后的水体进入磁控装置6，其中的饱和磁通密度值为30000.00高斯，磁控处理后的水体进入混合物储存罐7。参数调整装置8不断对混合物储存罐7中的量子碳素混合液的pH值、电动势、浓度、温度、粒径频度分布参数进行检测，并将检测数据传递回控制系统。制备系统在室温下(25℃)通电运行72小时。得到的量子碳素的混合物。将制得的溶液通过第二输送泵10输送给高速离心泵组11，在16000转/分钟的转速下离心沉降、分离除去杂质和大颗粒的碳材料后得到量子碳素悬浮溶液。向1000ml的量子碳素溶液中加入2g的C8H18O催化剂《商品名：2-羟基辛烷，CAS：123-96-6；4128-31-8》，和1g的(C3H6O)n(C3H6O)n(C3H6O)nC6H14O3的催化剂《商品名：α-氢-ω-羟基-聚[氧(甲基-1,2-乙二基)]/2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇(3：1)。CAS：25723-16-4》。液体混合高速搅拌1小时，于 储存罐16中静置12小时后溶液呈浅黄色。液体物质过滤后，得到C8H18辛烷。液体检测见图9。本品可直接用于石化油品添加剂，也可以直接合成环保型燃料。
实施例3：
采用微泡发生装置2对水进行净化微泡处理，得到pH值为6.5～7.2、电阻值为120MΩ、含有纳米微气泡的平均粒子径80nm、密度为12亿颗微泡/ml的去离子水。净化微泡处理后的去离子水进入电化学阳极氧化装置3内，电化学阳极氧化装置3中的石墨碳的纯度为99.9％，灰份小于50ppm，细度在200目，在60Mpa以上的压强下，加工成几何尺寸为长100cm×宽100cm×厚10cm石墨板作为阳极极板，两枚金属板(长100cm×宽100cm×厚1cm)基材为314#不锈钢且表面镀Ni作为阴极。石墨板阳极在两金属板阴极之间，阴阳极间的距离为3cm，采用恒流电源在阴极与阳极之间控制恒定电流密度为0.02mA/cm2,从电化学阳极氧化装置3出来的水体进入超声波发射装置4进行超声处理，其中的高频脉冲直流电源设备输出端直流电源，超声波发射装置4的输出端功率为1000KVA、三波频段20KHz、60KHz、120KHz交互发射。超声处理后的水体进入磁控装置6，其中的饱和磁通密度值为30000.00高斯，磁控处理后的水体进入混合物储存罐7。参数调整装置8不断对混合物储存罐7中的量子碳素混合液的pH值、电动势、浓度、温度、粒径频度分布参数进行检测，并将检测数据传递回控制系统。制备系统在室温下(25℃)通电运行72小时。得到的量子碳素的混合物。将制得的溶液通过第二输送泵10输送给高速离心泵组11，在16000转/分钟的转速下离心沉降、分离除去杂质和大颗粒的碳材料后得到量子碳素悬浮溶液。向1000ml的量子碳素溶液中加入质量为0.01g质量的C12H6O12固体物，同时加入质量为1.5g的NaHCO3和质量为0.5g的HCl作为添加剂。液体混合高速搅拌1小时，于储存罐15静置12小时后溶液呈为白色。液体物质过滤后，得到C12H6O12苯六甲酸。可以通过真空干燥箱12将溶液浓缩、蒸干后得到苯六甲酸粉体固体物。
实施例4：
采用微泡发生装置2对水进行净化微泡处理，得到pH值为6.5～7.2、电阻值为120MΩ、含有纳米微气泡的平均粒子径80nm、密度为12亿颗微泡/ml的去离子水。净化微泡处理后的去离子水进入电化学阳极氧化装置3内，电化学阳极氧化装置3中的石墨碳的纯度为99.9％，灰份小于50ppm，细度在200目，在60Mpa以上的压强下，加工成几何尺寸为长100cm×宽100cm×厚10cm石墨板作为阳极极板，两枚金属板(长100cm×宽100cm×厚1cm)基材为314#不锈钢且表面镀Ni作为阴极。石墨板阳极在两金属板阴极之间，阴阳极间的距离为3cm，采用恒流电源在阴极与阳极之间控制恒定电流密度为0.02mA/cm2,从电化学阳极氧化装置3出 来的水体进入超声波发射装置4进行超声处理，其中的高频脉冲直流电源设备输出端直流电源，超声波发射装置4的输出端功率为1000KVA、三波频段20KHz、60KHz、120KHz交互发射。超声处理后的水体进入磁控装置6，其中的饱和磁通密度值为30000.00高斯，磁控处理后的水体进入混合物储存罐7。参数调整装置8不断对混合物储存罐7中的量子碳素混合液的pH值、电动势、浓度、温度、粒径频度分布参数进行检测，并将检测数据传递回控制系统。制备系统在室温下(25℃)通电运行72小时。得到的量子碳素的混合物。将制得的溶液通过第二输送泵10输送给高速离心泵组11，在16000转/分钟的转速下离心沉降、分离除去杂质和大颗粒的碳材料后得到量子碳素悬浮溶液。向1000ml的量子碳素溶液中加入质量为1.0g的NH4Cl固体物作为添加剂。液体混合高速搅拌1小时，静置12小时后溶液呈棕色溶液并含有大量的石墨烯片。液体物质过滤后，得到量子碳素水溶液检测照片见图7和图8。也可以通过真空干燥箱12将溶液浓缩、蒸干后得到量子碳素粉体固体物到储存罐17。量子碳素水溶液和量子碳素粉体固体物可以用于各类型的蓄电池、燃料电池、超级电容器的添加物，大幅提高和改善电性能指标；还可以作为污水处理强力吸附凝絮剂应用。作为举例，某机加工厂除锈钝化涂漆工艺的废水排放，排放口化学耗氧量COD值为1680mg/L，按质量分数3‰的量子碳素液体投放，搅拌、吸附凝絮、沉淀，两小时后，经一次处理过的水体化学耗氧量COD值为92mg/L。(符合国家污水排放标准，化学耗氧量COD值为100mg/L以下)。且量子碳素液体的投放量增加，COD值呈一定比例下降。
实施例5：
采用微泡发生装置2对水进行净化微泡处理，得到pH值为6.5～7.2、电阻值为120MΩ、含有纳米微气泡的平均粒子径80nm、密度为12亿颗微泡/ml的去离子水。净化微泡处理后的去离子水进入电化学阳极氧化装置3内，电化学阳极氧化装置3中的石墨碳的纯度为99.9％，灰份小于50ppm，细度在200目，在60Mpa以上的压强下，加工成几何尺寸为长100cm×宽100cm×厚10cm石墨板作为阳极极板，两枚金属板(长100cm×宽100cm×厚1cm)基材为314#不锈钢且表面镀Ni作为阴极。石墨板阳极在两金属板阴极之间，阴阳极间的距离为3cm，采用恒流电源在阴极与阳极之间控制恒定电流密度为0.02mA/cm2,从电化学阳极氧化装置3出来的水体进入超声波发射装置4进行超声处理，其中的高频脉冲直流电源设备输出端直流电源，超声波发射装置4的输出端功率为1000KVA、三波频段20KHz、60KHz、120KHz交互发射。超声处理后的水体进入磁控装置6，其中的饱和磁通密度值为30000.00高斯，磁控处理后的水体进入混合物储存罐7。参数调整装置8不断对混合物储存罐7中的量子碳素混合液的pH值、电动势、浓度、温度、粒径频度分布参数进行检测，并将检测数据传递回控制系统。制备系统在室温下(25℃)通电运行72小时。得到的量子碳素的混合物通过第一输送泵9将量子碳素混合液输送给储备系统的量子碳素混合液储存罐13直接储存。之后将制得的溶液用去离子水稀释100倍，液体混合高速搅拌1小时，溶液呈棕色溶液并含有大量的羟基离子化石墨烯片。液体物质过滤后，得到专用量子碳素水溶液。可以用于农作物的增长促进剂和农田生理酸性、中性、碱性调节剂。并且在改良土壤pH值的同时，可吸附固化土壤中的金属成分，回复土壤活性；也可以作为鸡鸭牛羊以及水养鱼类等动物的饲料添加剂。促进动物生长，增强免疫力。
本发明中：
图37为电化学阳极氧化装置的阳极氧化合成反应过程，从中可以看出液体水在纳米微泡的作用下有大量的O2氧原子基团以及H+、OH—离子等基团产物，石墨碳在电化学阳极氧化过程中，产生碳碳键断裂形成大量的碳悬键，在于液态中的原子以及离子基团结合时，形成了图中示意的碳烯表面各基团的化学修饰图。
图38为一张采用美国尼高力AVATAR 360ESP FT-IR仪器量子碳素液进行红外光谱(IR)分析结果，发现红外谱图与纯水的谱图基本一致，这表明碳纳米的水悬浮液中除水外不含其他溶剂；
图39为另一张采用美国尼高力AVATAR 360ESP FT-IR对量子碳素粒子进行红外光谱(IR)分析结果，发现3434cm-1处的峰应为吸附水中的羟基－OH吸收峰；1701cm-1处的吸收峰在表面羧基上的C＝O基的特征吸收峰；1449cm-1和861cm-1是碳碳双键C＝C的吸收区域；1232cm-1处是表面羧基中的-OH Rocking bending变形振动吸收峰；
图40为采用日本电子公司JEM-2010高分辨率通用型透射电子显微镜进行透射电子显微镜(TEM)分析结果，从中可以看出不同放大倍数下的纳米粒子形态30万倍(40nm标尺)、50万倍(20nm标尺)、80万倍(10nm标尺)。
图41为另一张采用日本电子公司JEM-2010高分辨率通用型透射电子显微镜进行透射电子显微镜(TEM)分析结果，从中可以看出放大倍数100万倍(5nm标尺)时的石墨烯表面(二维)纹路(原子间隙)清晰可见。
图42-图48为采用美国维易科(Veeco)精密仪器有限公司的原子力显微镜对本发明的量子碳素进行AFM分析结果，从测量数据中可知量子碳素的粒径为0.6～0.9nm，量子化碳素粒子具有良好的分散性，其粒径AFM的结果与TEM的结果基本相一致；
图49为采用气相色谱与质谱联用检测本发明的实施例2样品的结果，气相色谱和质谱的共同联用分析，色谱检测的成分只有一种(色谱只有一个峰)，对照两种检测物出现峰的时间 可知，样品的主要成分一样，再根据质谱分析，可知主要成分是正辛烷C8H18；
图50为苯六甲酸的国际标准红外吸收谱图；
图51为本发明的实施例3样品的红外吸收光谱分析结果，与苯六甲酸的国际标准吸收谱对照可知样品的成分结构为苯六甲酸物质。
图52石墨碳(carbon graphite)的XRD标准卡片图，卡片号为75-1621。
图53为采用日本理学Rigaku公司的Automated D/Max B型衍射仪对量子碳素液中的固体物质进行检测的结果图，X射线衍射分析(XRD)分析中可以看出，XRD标准卡片得知量子碳素液中的物质为石墨。
图54为量子碳素粒子X射线光电子能谱(XPS)分析图，日本真空(ULVAC-PHI)公司扫描成像、X射线光电子能谱(PHI Quantera)结果中可以看出对于表面碳氧相对含量的分析采用原子灵敏度因子法测量，可算出量子碳素粒子表面的碳和氧的质量百分比为59.8％和40.2％；
图55为对量子碳素粒子中的C 1s进行窄谱分析(电子能谱分析)图；从中可以看出，碳元素主要以稠环芳烃结构碳(代号1)存在，质量百分比为43.3％，碳氧单键结构(代号2)中的碳元素质量百分比为33.5％，碳氧双键结构(代号3)中的碳元素质量百分比为23.2％。
图56对量子碳素粒子中的O 1s进行窄谱分析(电子能谱分析)图；量子碳素中的所有氧元素中，碳氧单键结构(代号1)中的氧元素质量百分比为54.3％，碳氧双键结构(代号2)中的氧元素质量百分比为45.7％。
以上实施例仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明请求保护的范围进行的限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域技术人员依据本发明的技术方案做出的各种形式的变形，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (17)
1.一种量子碳素，其特征在于：所述量子碳素由如下质量百分比的碳素粒子构成：0.6≤粒径≤0.9nm的碳素粒子50％～95％、0.9＜粒径＜50.0nm的碳素粒子10％～50％、50≤粒径≤100nm的碳素粒子0％～20％，以上三种碳素粒子相加为100％；所述碳素粒子为单碳和/或石墨烯粒子，在所述碳素粒子的表层具有含有碳、氢、氧、氮的化合物，所述含有碳、氢、氧、氮的化合物为稠环芳烃、含有碳氧单键的化合物、含有碳氧双键的化合物、含有碳氢键的化合物的一种或几种的混合物，其中各元素比例为：C 45％～55％，H 0.2％～2.0％，N0.1％～0.3％，O 45％～65％。
2.一种量子碳素液，其特征在于：所述量子碳素液为含有权利要求1所述的量子碳素的水溶液，浓度为0.1％-0.45％，所述量子碳素液的ORP为280mv-380mv、电导率σ为1-5ms/cm、电动势为280mv～380mv、pH值为1.5-3.2。
3.一种制备权利要求1所述量子碳素的实施设备，包括制备系统、分级系统、储备系统和控制系统，其特征在于：制备系统由第一循环泵(1)、微泡发生装置(2)、电化学阳极氧化装置(3)、超声波发射装置(4)、第二循环泵(5)、磁控装置(6)、混合物储存罐(7)、参数调整装置(8)依次首尾连通构成，第一循环泵(1)设有进料口；分级系统包括第一输送泵(9)、第二输送泵(10)、高速离心泵组(11)和真空干燥箱(12)；储备系统包括量子碳素混合液储存罐(13)、石墨烯混合液储存罐(14)、多层石墨碳混合液储存罐(15)、碳氢结构体混合液储存罐(16)和量子碳素粉体储存罐(17)；第一输送泵(9)的进口与混合物储存罐(7)连通，第一输送泵(9)的出口通过连通管路与量子碳素混合液储存罐(13)连通；第二输送泵(10)的进口与混合物储存罐(7)连通，第二输送泵(10)的出口分别与高速离心泵组(11)和真空干燥箱(12)的进口连通；高速离心泵组(11)的出口分别与石墨烯混合液储存罐(14)、多层石墨碳混合液储存罐(15)和碳氢结构体混合液储存罐(16)连通；真空干燥箱(12)的出口与量子碳素粉体储存罐(17)连通。
4.按照权利要求3所述的制备量子碳素的实施设备，其特征在于：所述微泡发生装置(2)包括壳体和设置于壳体内腔中的至少一组微泡发生组件，壳体左侧壁上设有进液口和进气口，壳体右侧壁上设有出料口，相邻微泡生器组件之间设有环形垫圈；微泡发生组件由左盖(21)、右盖(22)和设置于左盖(21)与右盖(22)之间的组件盘(23)组合构成，壳体上设有用于调整左盖(21)和右盖(22)同轴相对转动的装置；左盖(21)、右盖(22)和组件盘(23)均为圆盘状，左盖(21)与右盖(22)的中心均设有贯通孔；左盖(21)和右盖(22)的直径相等且大于组件盘(23)的直径，组件盘(23)通过连接柱与右盖(22)固定连接且处于左盖(21)与右盖(22)组合构成的微泡发生腔中。
5.按照权利要求4所述的制备量子碳素的实施设备，其特征在于：所述微泡发生腔为，左盖(21)的右侧面边缘处设有向右凸起的第一凸起边沿(2101)，左盖(21)的右侧面中部设有向右凸起的且与组件盘(23)半径相等的短圆柱(2102)，短圆柱(2102)的圆周壁与第一凸起边沿(2101)的内侧壁之间设有间隙，短圆柱(2102)的右侧面设有彼此不相通的多个凹槽结构；组件盘(23)的左侧面设有与短圆柱(2102)的右侧面相同的凹槽结构；右盖(22)的左侧面边缘处设有向左凸起的且与左盖(21)上的第一凸起边沿(2101)对称的第二凸起边沿(2201)，组件盘(23)的右侧面与右盖(22)的左侧面之间设有间隙，组件盘(23)的圆周壁与第二凸起边沿(2201)的内侧壁之间设有间隙；
当左盖(21)、组件盘(23)和右盖(22)组装成微泡发生组件时，左盖(21)上的第一凸起边沿(2101)与右盖(22)上的第二凸起边沿(2201)密封贴合，短圆柱(2102)的右侧面与组件盘(23)的左侧面密封贴合；当短圆柱(2102)右侧面的凹槽结构与组件盘(23)左侧面的凹槽结构处于对称位置时，短圆柱(2102)右侧面的凹槽结构与组件盘(23)左侧面的凹槽结构组合构成多个封闭的射流腔；当左盖(21)与右盖(22)相对旋转时，短圆柱(2102)右侧面的凹槽结构与组件盘(23)左侧面的凹槽结构相对错开，所述多个射流腔彼此连通。
6.按照权利要求5所述的制备量子碳素的实施设备，其特征在于：所述凹槽结构为，在短圆柱(2102)的右侧面设有中心凹槽(2103)、圆形凹槽(2104)和半圆形凹槽(2105)，中心凹槽(2103)设置一个且设置在短圆柱(2102)的右侧面中部位置，圆形凹槽(2104)设置在中心凹槽(2103)的周向外侧，半圆形凹槽(2105)设置在短圆柱(2102)的边缘，中心凹槽(2103)的边缘设有均匀分布的n个半圆形槽，n≥3，圆形凹槽(2104)的设置个数为n的倍数且沿以中心凹槽(2103)为中心的m个同心正n边形的各边均匀分布，m≥1，半圆形凹槽(2105)的设置个数等于最外侧正n边形各边上分布的圆形凹槽(2104)的数量之和，每个半圆形凹槽(2105)和相邻的圆形凹槽(2104)之间的最小距离均相等，相邻的中心凹槽(2103)、圆形凹槽(2104)、半圆形凹槽(2105)相互之间的最小距离均小于圆形凹槽(2104)的半径。
7.按照权利要求6所述的制备量子碳素的实施设备，其特征在于：8≥n≥5，6≥m≥2。
8.按照权利要求3所述的制备量子碳素的实施设备，其特征在于：所述电化学阳极氧化装置(3)包括罐体(301)和设置于罐体(301)内腔中的至少一组阳极氧化单元，所述阳极氧单元包括阳极板(302)、第一阴极板(303)和第二阴极板(304)；第一阴极板(303)设在罐体(301)内腔的上侧壁上，第二阴极板(304)设在罐体(301)内腔的下侧壁上，阳极板(302)设在第一阴极板(303)和第二阴极板(304)之间并与第一阴极板(303)和第二阴极板(304)之间设有间隙；阳极板(302)由石墨碳制成，第一阴极板(303)和第二阴极板(304)由金属制成；阳极板(302)与高频脉冲直流电源的正极连接，第一阴极板(303)和第二阴极板(304)分别与高频脉冲直流电源的负极连接。
9.按照权利要求8所述的制备量子碳素的实施设备，其特征在于：阳极板(302)与第一阴极板(303)和第二阴极板(304)之间的间隙距离分别为2mm～8mm；所述制备阳极板(302)使用的石墨碳的纯度大于或等于99.9％，石墨碳的灰份小于50ppm，石墨碳的细度大于或等于200目；所述制备第一阴极板(303)和第二阴极板(304)使用的金属为314#不锈钢，314#不锈钢表面镀有Pt或Ni。
10.按照权利要求3所述的制备量子碳素的实施设备，其特征在于：所述超声波发射装置(4)包括壳体(401)和设置于壳体(401)内腔中的至少一组超声波发射单元，所述超声波发射单元包括第一端子(402)和第二端子(403)，第一端子(402)设在壳体(401)内腔的上侧壁上，第二端子(403)设在壳体(401)内腔的下侧壁上，第一端子(402)和第二端子(403)之间设有间隙；第一端子(402)和第二端子(403)与交流电源和超声波频段电控器连接。
11.按照权利要求10所述的制备量子碳素的实施设备，其特征在于：第一端子(402)和第二端子(403)为棱台形状，第一端子(402)和第二端子(403)的较小端相对；超声波发射单元设有3～10组，相邻的超声波发射单元之间设有半隔断板，所述半隔断板的高度等于壳体(401)内腔高度的二分之一，相邻的半隔断板成上下反方位设置。
12.按照权利要求3所述的制备量子碳素的实施设备，其特征在于：所述磁控装置(6)包括外壳(601)和设置于外壳(601)内腔中的至少一组磁控单元，所述磁控单元包括第一磁块(602)和第二磁块(603)，第一磁块(602)和第二磁块(603)分别设在外壳(601)内腔的左右侧壁上；第一磁块(602)的N极与第二磁块(603)的S极相对，第一磁块(602)与第二磁块(603)之间设有间隙；相邻的磁控单元的磁场方向成反方向设置。
13.按照权利要求12所述的制备量子碳素的实施设备，其特征在于：第一磁块(602)和第二磁块(603)由高磁通量的永久固体磁石制成，所述永久固体磁石的饱和磁通密度≥30000高斯。
14.一种采用权利要求3所述的设备制备量子碳素的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(A)采用微泡发生装置(2)对水进行净化微泡处理，得到pH值为6.5～7.2、电阻值为1MΩ～180MΩ、含有纳米微气泡的平均粒子径60nm～120nm、密度为10～12亿颗微泡/ml的去离子水；
(B)净化微泡处理后的去离子水进入电化学阳极氧化装置(3)内，电化学阳极氧化装置(3)中的石墨碳的纯度为99.9％，灰份小于50ppm，细度在200目以上，在60Mpa以上的压强下，按极板几何尺寸要求加工成型的碳板，极板基材为314#不锈钢，基材表面进行镀Pt或镀Ni处理；
(C)从电化学阳极氧化装置(3)出来的水体进入超声波发射装置(4)进行超声处理，其中的高频脉冲直流电源设备输出端直流电源不大于150V、不大于100A，超声波发射装置(4)的输出端功率不大于2000KVA、三波频段20KHz、60KHz、120KHz交互发射；
(D)超声处理后的水体进入磁控装置(6)，其中的饱和磁通密度值不低于30000.00高斯，磁控处理后的水体进入混合物储存罐(7)，得到量子碳素的混合物，得到的量子碳素的混合物；
(E)参数调整装置(8)不断对混合物储存罐(7)中的量子碳素混合液的pH值、电动势、浓度、温度、粒径频度分布参数进行检测，并将检测数据传递回控制系统；当检测的数据不符合生产制备目的时，控制系统指示制备系统将混合物储存罐(7)中的量子碳素混合液输送到微泡发生装置(2)进行再生产；当检测的数据符合生产制备目的时，控制系统指示设备将混合物储存罐(7)中的量子碳素混合液输送到分离系统，将一部分量子碳素混合液输送给储备系统的量子碳素混合液储存罐(13)直接储存，一部分量子碳素混合液输送给高速离心泵组(11)，同时将一部分量子碳素混合液输送真空干燥箱(12)；高速离心泵组(11)对量子碳素混合液进行离心分级处理，将处理后得到的石墨烯混合液、多层石墨碳混合液、碳氢氧结构体混合液分别输送到储备系统的石墨烯混合液储存罐(14)、多层石墨碳混合液储存罐(15)、碳氢结构体混合液储存罐(16)，真空干燥箱(12)对其中的量子碳素混合液进行干燥处理，将得到的量子碳素粉体输送到储备系统的量子碳素粉体储存罐(17)。
15.按照权利要求14所述的制备量子碳素的方法，其特征在于：所述方法在室温下经过48～72小时，得到量子碳素液。
16.按照权利要求14所述的制备量子碳素的方法，其特征在于：所述高速离心泵组(11)转速为15000转/分钟～20000转/分钟，对量子碳素混合液进行离心分级处理。
17.按照权利要求14所述的制备量子碳素的方法，其特征在于：对所述量子碳素混合液离心处理后，向处理后的溶液中加入添加剂高速搅拌1小时，静置12小时，得到不同结构的石墨烯和碳氢氧化合物，所述添加剂由如下质量百分比的原料构成，其中的质量百分比为占处理后的溶液的质量百分比：氯化氢1.0～0.1‰、氢氧化钠0.2～2‰、2-羟基辛烷1～5‰、体积比为3：1的α-氢-ω-羟基-聚[氧(甲基-1,2-乙二基)]/2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇0.2～2‰、苯六甲酸0.005～0.02‰、碳酸氢钠1～5‰、氯化铵0.2～2‰。
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