CN105578869A - 锗离子水生产方法以及用锗离子水培育农作物的方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一个实施例，生产锗离子水的方法包括：通过向水中加入二氧化钍(ThO2)或钍矿石粉制备辐射发射溶液；将二氧化锗(GeO2)粉末与水在反应容器中混合，沉积反应容器使得所述反应容器浸没在辐射发射溶液中；和加热辐射发射溶液。

Description

锗离子水生产方法以及用锗离子水培育农作物的方法
技术领域
本发明涉及一种锗离子水生产方法以及用锗离子水培育农作物的方法，更加具体地，涉及一种通过利用辐射的电离作用电离锗生产离子水的方法以及利用所述锗离子水培育农作物的方法。
背景技术
锗以各种有机物质或无机物质的形式存在于石头、土壤、植物和动物中。它是一种微量元素，地壳中含量大约7ppm，土壤中含量在0.6毫克锗/千克至1.3毫克锗/千克之间，水中含量在0.004毫克锗/千克至0.6毫克锗/升(按照美国的标准)之间。
锗化合物大致分为无机锗化合物和有机锗化合物。在一般情况下，缺少锗-碳键的盐或氧化物被分类为无机锗。由于具有代表性的无机锗具有肾毒性，例如，GeO2(二氧化锗)，或锗柠檬酸乳酸盐，会导致急性肾功能衰竭，也会导致死亡。无机锗的毒性的原因被认为是锗在生物组织中的积累。另一方面，有机锗具有锗-碳键。这种键保持稳定结合的状态，它在体内也不容易断裂，所以不能在生物组织中积累，并且由于锗与碳类似都在XIV族因而很容易释放。因此，它具有小的毒性。
20世纪80年代，许多研究成果表明，有机锗化合物具有抗癌作用和免疫调节功能，因此，所述化合物可以阻止癌症和AIDS的进程并杀死癌细胞而具有抗癌作用，被称为免疫增强剂。有机锗化合物首先由俄罗斯的Mironov在20世纪50年代开始被多样化的合成，羧乙基锗倍半氧化物(O3(GeCH2CH2COOH)2)于1966年被合成。此后，在1967年，相同的物质，羧乙基锗倍半氧化物(O3(GeCH2CH2COOH)2)在日本东京Asai锗研究所被合成，它被命名为Ge-132。锗-132化合物的化学结构和理化性质已经被报道。之后，有许多关于Ge-132的研究，并且已经发现Ge-132具有免疫增强作用，并显示包括干扰素(IFN)诱导、NK细胞活性的增加、细胞毒性巨噬细胞的生产、抗癌作用等各种生物效应。
为了确保有机锗的这些效果，在许多不同的领域进行研究。
韩国专利公开No.10-2004-0052744公开了一种通过向西瓜供给作为肥料的无机锗从而培养含有有机锗的西瓜的方法，其中根据浓度计算得出在水中纯度至少为99.999％的二氧化锗(GeO2)当量，并装入不锈钢水桶，然后加热以电离粉末，从而使在水耕栽培的营养肥料溶液中电离的无机锗以适当的浓度形成。
韩国专利公开No.10-2004-0028296公开了一种通过使用电离溶剂溶解硒或锗、调节pH值、然后过滤杂质而制造纯化的未稀释溶液，从而制造锗功能水的方法。
进一步地，注册实用新型No.20-0340536公开了一种通过使用超声系统粉碎锗和催化剂而电离和溶解锗的方法，以及一种通过提高水的温度从而激活粉碎、电离和溶解的方法。
像这样，在过去，锗或二氧化锗只是分散在水中以制备水溶性锗溶液。此时，锗难以充分溶解在水中，并且造成由过滤器单独分离不溶解于溶液的锗成分的不便。
进一步地，由于大量的粉末加入锗溶液，存在由于低溶解度而增加生产成本的问题。溶解的锗粉末由于沉淀而结块，因此，即使用氢氧化钠来防止此问题，还存在由于氢氧化钠添加量超过5％时不能用来作为环境友好的农业材料的问题。
以上提供的作为本发明的相关技术的描述仅用于帮助理解本发明的背景，并不应该被解释为包括在由本领域技术人员已知的相关技术中。
发明内容
技术问题
本发明提出了解决上述问题的方法。本发明的实施例涉及一种利用钍辐射的电离作用以较低价格高效率地生产锗离子水的方法。
技术方案
为实现上述目的，根据本发明的一个方面，生产锗离子水的方法包括：通过向水中加入二氧化钍(ThO2)或钍矿石粉制备辐射发射溶液；将二氧化锗(GeO2)粉末与水在反应容器中混合，沉积反应容器使得所述反应容器浸没在辐射发射溶液中；和加热辐射发射溶液。
所述制备辐射发射溶液可以在水浴中加入二氧化钍(ThO2)或钍矿石粉至5厘米至10厘米的高度，然后向其中加入水至浸没反应容器的高度。
所述沉积可以在反应容器中向每1L水中加入0.5g至1.5g的二氧化锗。
所述方法可以进一步包括通过另外加入水稀释加热后产生的锗离子水。
在加热过程中，加热温度可为50℃至70℃，并且加热时间可以为3小时至6小时。
进一步地，根据本发明的一个实施例的锗离子水可包括由辐射的电离作用电离的锗离子，其锗离子浓度可以为120ppm或更低。
进一步地，根据本发明的一个实施例的用锗离子水培育农作物的方法的特征在于：通过向种植农作物的土壤或农作物的叶子喷洒锗离子水，或向水培溶液中加入锗离子水，进而培育农作物，其中锗离子水包括通过辐射的电离作用电离的锗离子，其锗离子浓度可以为120ppm或更低
但是应当理解的是，本发明的实施例，包括那些描述本发明的不同方面的不同实施例，意味着是普遍适用于本发明的所有方面。除非不适当的，否则任何实施例可以与任何其他实施例相结合。所有的实施例均是说明性的和非限制性的。
有益效果
根据本发明生产锗离子水的方法，具有以下效果。
首先，通过使用比以前更少量的二氧化锗制备锗离子水，可以以较低的生产成本并且更简单地生产锗离子水。
第二，农作物可以使用如上所述制备的锗离子水进行培育，农作物的锗吸收率可以比以前提高。
第三，如上所述制备的锗离子水具有释放阴离子的作用，因此，它可以用作各种阴离子的脱模剂。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例制造锗离子水的装置的示意图。
具体实施方式
下文中，根据本发明的优选实施例将参照附图进行说明生产锗离子水的方法。然而，本发明可以以不同的形式体现并且不应被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。在整个公开中，本发明各附图及实施例中相同的附图标记指代相同的部件。
在本说明书中使用的技术术语是仅仅用于描述特定实施例而非旨在限制本发明。除非上下文明确做了其它指定，此处使用的单数形式也包括复数形式。进一步地，例如术语“包括”或“具有”旨在规范具体特征、区域、数字、步骤、操作、元件、和/或部件，但是并不排除其它特征、区域、数字、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的出现或附加。
除非做了其它定义，此处所用的所有术语(包括技术术语和学术术语)具有与本发明所属技术领域中普通技术人员通常理解的含义相同的含义。定义在公用词典中的术语应当解释为具有与相关领域的上下文中它们的含义相一致的含义，并且除非在此做了特别的限定，其不应做理想化或者过于正式地解释。
根据本发明的一个实施例，生产锗离子水的方法包括：通过向水中加入二氧化钍(ThO2)或钍矿石粉制备辐射发射溶液并进行分散；将二氧化锗(GeO2)粉末与水在反应容器中混合，沉积反应容器使得所述反应容器浸没在辐射发射溶液中；并加热辐射发射溶液。
参照图1，首先，辐射发射溶液是通过将水和二氧化钍(ThO2)或钍矿石粉加入至一个大的水浴10内制备的。钍(Th)是一种自然背景放射性物质，并且是一种当从钍发射的电磁波撞击锗离子时通过电离作用在直接或间接电离锗中起作用的成分。此时，由于其密度高，二氧化钍(ThO2)或钍矿石在水浴中下沉，并且其高度可以为5cm到10cm以在此后完全覆盖反应容器。
在反应容器20中二氧化锗(GeO2)粉末混合在水中，然后将反应容器20沉积到水浴10中的辐射发射溶液40中从而被溶液浸没。此时，使用的反应容器20可以是1升或2升容量的PET瓶，加入的二氧化锗的量可以根据锗离子水的锗浓度优选调节为当量比。在本发明的一个实施例中，加入的二氧化锗的量可以优选为0.5g至1.5g。
加入二氧化锗和水的反应容器20，被放置成被水浴10中的辐射发射溶液40所浸没。在这种情况下，当二氧化钍(ThO2)粉末30或钍矿石下沉至水浴10的底部，使反应容器20由二氧化钍(ThO2)粉末30或钍矿石粉覆盖约5cm至6cm的深度。优选控制水浴10中的水量以使反应容器20不会浮于水浴10中的水上。
反应容器20被置于辐射发射溶液30中，然后在水浴10中的辐射发射溶液30使用固定于水浴10中间的支持体40上的加热器50进行加热，随后在温度约50℃至70℃下保持约3小时至6小时。
经过上述步骤后当观察反应容器20的内部时，可以确认，白色粉末的二氧化锗被电离并变得透明，并且即使将以这种方式电离的反应容器放置在一个塑料大棚中很长时间也不会发生水华。其原因是，二氧化锗的成分中的锗成分被离子化，并在离子化过程中释放氧气成分。进一步地，其原因是部分地溶解于离子水中的氧被不断地释放，从而不会发生水华，并且通过反应容器中的钍产生的辐射的电离作用来同时实现电离作用和锗的杀菌作用。
同时，锗离子水的锗离子浓度是由加入的二氧化锗的量确定的，当加入1L水中的锗约1g时，能够产生约694.1ppm的锗离子水。锗离子浓度可根据锗离子水的目的通过另外加入水来控制，并且当加入与标准水量相比约100倍的水进行稀释时，能够产生约6.9ppm的锗离子水。因此，如果根据本发明的一个实施例制造昂贵的二氧化锗，与常规生产的锗溶液相比可以将生产成本降低至高达1/20。
同时，根据本发明的一个实施例的锗离子水具有释放阴离子的作用，因此，它可以被喷到建筑物的内部以产生阴离子，并且也可以混合到如各种室内室外装饰材料、涂料等原料中以利用阴离子产生效果。
而且，优选地，根据本发明的一个实施例，当用于农作物培育时，根据农作物的特性控制锗离子水的浓度。更优选地，它的浓度可以为120ppm或更低。其理由是，当锗离子水的浓度高于120ppm时，半导体的锗的过多数量的电子被喷射，因此，具有相对低电位的农作物不能吸收具有较高电位的锗成分。
当用于培育农作物时，有可能被喷到种植农作物的土壤中或农作物的叶子上。进一步地，它可通过加入到水培溶液中用于农作物的水培。
以下，参考下列实施例对本发明进行更详细地说明。
实施例
在水浴底部散布约10kg约10厘米厚的二氧化钍，向其中加入约10升的水，随后用棒混合。在具有1升水容量的PET反应容器中混合1g二氧化锗和1升水，并且PET反应容器被置于二氧化钍粉末层上直到浸渍到约5cm深。然后，通过使用电加热器在约60℃温度下保持约4小时30分钟，从而产生锗离子水。
为了检查从所生产的锗离子水中释放的阴离子，在室温27℃、湿度34％、空气中阴离子的数目106/cc的条件下，使用带电粒子测量仪测定从锗离子水中释放的离子的数量，其结果在表1中列出。
表1
如上述表1的测定结果所示，可以确认该锗离子水显示阴离子生成效果。
此外，通过向锗离子水中加入水从而调节水培所需的浓度后，对萝卜芽、大麦芽和豆芽进行水培。培养后，测定锗吸收量，其结果在如下表2中列出。
表2
在试验例1中锗离子水的浓度调整为60，在试验例2中锗离子水浓度调节至10。此时，试验例1中使用的锗离子水的电位比试验例2中使用的锗离子水的电位高约6倍。所以，可以发现，试验例1中锗吸收量相对于其锗离子水浓度为约3.3倍，试验例2中锗吸收量相对于其锗离子水浓度为约2.6倍。
进一步地，在试验例3与试验例4中也发现，当锗离子水浓度低时，锗可以被农作物吸收的更多。
如此，在与以往使用水性锗溶液时大量使用昂贵的二氧化锗粉末的情况相比时，根据本发明通过电离少量二氧化锗生产的锗离子水，可以在很大程度上提高受试农作物的吸收率，也可以创新地降低生产锗离子水所消耗的锗的量。因此，可以以较低的成本培育锗农作物。
虽然已经参照附图对本发明的示例性实施例进行描述，本领域技术人员应该理解的是，在不改变技术范围或本发明的基本特征时，本发明的示例性实施例可以以多种替代形式来体现。
因此，应当理解的是，这里所做的描述仅是用于说明本发明的目的，并不意图对本发明的范围进行限制，因此本发明的范围由所附的权利要求所定义而非由本发明的详细描述所定义，并且旨在覆盖所有修改，等同物和替代物在本发明的范围之内。

Claims (5)

1.一种生产锗离子水的方法，包括：
通过向水中加入二氧化钍(ThO2)或钍矿石粉制备辐射发射溶液；
将二氧化锗(GeO2)粉末与水在反应容器中混合，沉积反应容器使得所述反应容器浸没在辐射发射溶液中；以及
加热辐射发射溶液，
其中，所述制备辐射发射溶液的特征在于：
在水浴中加入二氧化钍(ThO2)或钍矿石粉至5cm至10cm的高度；以及
向其中加入水至浸没反应容器的高度，
其中所述沉积的特征在于，在反应容器中向每1L水中加入0.5g到1.5g的二氧化锗。
2.根据权利要求1所述的生产锗离子水的方法，进一步包括通过另外加入水稀释加热后生产的锗离子水。
3.根据权利要求1所述的生产锗离子水的方法，所述加热过程中，加热温度为50℃至70℃，并且加热时间为3小时至6小时。
4.一种锗离子水，根据权利要求1所述的方法制备，包括电离的锗离子，其锗离子浓度为120ppm或更低。
5.用权利要求6的锗离子水培育农作物的方法，通过向种植的农作物的土壤或农作物的叶子喷洒锗离子水，或向水培溶液中加入锗离子水，进而培育农作物。
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