CN106745640B - 一种含有益矿物质的弱碱性还原水的制取方法 - Google Patents

一种含有益矿物质的弱碱性还原水的制取方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于新材料技术领域，具体为一种含有益矿物质的弱碱性还原水的制取方法。将钙锶(氢)合金用于制备含有益矿物质的弱碱性还原水，操作步骤如下：(1)在金属材质的容器中装入新制备的纯净水，避免或减少与氧气和二氧化碳接触；(2)将钙锶合金条分割成小块，加入到上述纯净水中，立即密封；(3)待合金在水中逐渐反应、溶解，摇匀后即得到含有钙、锶离子和氢气的弱碱性水还原水。本发明简单易操作、成分可控、成本低，可在赋予饮用水三种对人体有益特性的同时不引入任何有害因素，弱碱性富氢矿物质水中的氢气、锶离子和氢氧根的浓度都在理想范围。

Description

一种含有益矿物质的弱碱性还原水的制取方法
技术领域
本发明属于新材料技术领域，具体为一种含有益矿物质的弱碱性还原水的制取方法，将钙锶(氢)合金用于制备含有益矿物质的弱碱性还原水。
背景技术
基于大量调查研究和分析，世界卫生组织(WHO)对优质饮用水提出了6条标准，其中3条分别是：pH值呈弱碱性；含适量矿物质和微量元素；负电位，能消除人体多余的自由基。
医学研究表明，人体大多为酸性体质，而酸性体质容易加速人的衰老。补充一些偏碱性的水有利于保持酸碱平衡，可延缓衰老、提高免疫力，对人的身体尤其是美容非常重要；矿物质和微量元素对人体保持平衡也非常重要，其在人体中所起的作用不亚于维生素。含有益矿物元素(如锶、偏硅酸、硒)的水有利于人体血液、内分泌、骨骼等系统的保健，且具有防止动脉硬化，防止血栓形成的功能。由于微量元素不能在体内合成，必须通过饮食进行补充，而水中以离子形态存在的微量元素更容易被人体吸收；氧化还原电位为负值的还原性水有助于清除人体内由于新陈代谢而产生的氧化性自由基，在保护心脑血管、抗衰老、提高免疫力等方面具有很好的功效。
随着生活水平的提高，人们越发重视饮水健康。市面上的苏打水、矿物质水、富氢水等产品种类繁多，有天然的也有人造的，功效也有所不同，但均是为满足健康饮水这一需求而产生的。从营养学角度看，水的营养价值是由水中的物质决定的，因此，赋予水健康功效的关键在于对其成分进行合理调控。自然界中，弱碱性、富含矿物质且适合人类饮用的天然矿泉水并不多，因为这些天然矿泉水常常存在硬度高、口感欠佳的问题，有些甚至存在有害物质超标现象(比如重金属元素砷、镉、铜等)。为了更好地获得健康饮用水，通过人为操作赋予水保健功效也不失为一种好的途径。比如：矿物质水就是在纯净水的基础上适量添加符合国家规定的食品添加剂，使之不致完全不含矿物质成分，帮助人们在饮水同时也能有所补充。世界卫生组织于2005年公布的《饮用水中的营养素》中明确推荐：在纯净水中添加钙镁等矿物质添加剂，可以增加饮水中的矿物质水平。
目前，通过人工生产获得的具有保健功能的饮用水很多，但很少见到同时具有弱碱性、富含有益矿物质和还原性三种特性的水，如何以简单、安全、低成本的方式获得具有多重保健功效的水值得考虑。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含有益矿物质的弱碱性还原水的制取方法，采用钙锶(氢)合金可赋予水三大有益特征：富含氢气、含有适量的锶离子(Sr2+)和钙离子(Ca2+)、呈弱碱性，且简单易操作、成分可控，不引入任何有害因素。
本发明的技术方案是：
一种含有益矿物质的弱碱性还原水的制取方法，钙锶合金用于制取含有益矿物质的弱碱性还原水，操作步骤如下：
(1)在金属材质的容器中装入新制备的纯净水，避免或减少与氧气和二氧化碳接触；
(2)将钙锶合金条分割成小块，加入到上述纯净水中，立即密封；
(3)待合金在水中逐渐反应、溶解，摇匀后即得到含有钙、锶离子和氢气的弱碱性水还原水。
所述的含有益矿物质的弱碱性还原水的制取方法，含有益矿物质的弱碱性还原水技术参数如下：
(1)钙离子含量在0～500mg/L，锶离子含量在0～5mg/L；
(2)pH值在7.5～9.0之间；
(3)氧化还原电位在-600mV～50mV之间。
所述的含有益矿物质的弱碱性还原水的制取方法，所制备的含有益矿物质的弱碱性还原水的优选技术参数如下：
(1)钙离子含量在30～300mg/L，锶离子含量在0.2～3.0mg/L；
(2)pH值在8.0～8.7之间；
(3)氧化还原电位在-600mV～-300mV之间。
所述的含有益矿物质的弱碱性还原水的制取方法，金属材质的容器为易拉罐或铝箔袋。
所述的含有益矿物质的弱碱性还原水的制取方法，添加合金的量根据水量和目标浓度而定，根据需要加入食品级柠檬酸以调节水的pH值。
所述的含有益矿物质的弱碱性还原水的制取方法，钙锶合金由钙、锶两种元素或钙、锶、氢三种元素组成，其化学式表示为CaXSrY(HZ)，其中X＝0.65～0.99，Y＝0.01～0.35，Z＝0～2，并且X+Y＝1。
所述的含有益矿物质的弱碱性还原水的制取方法，优选的，钙锶合金由钙、锶两种元素或钙、锶、氢三种元素组成，其化学式表示为CaXSrY(HZ)，其中X＝0.7～0.95，Y＝0.05～0.3，Z＝0～2，并且X+Y＝1。
所述的含有益矿物质的弱碱性还原水的制取方法，钙锶合金的制备步骤为：
(1)在氩气保护下称取定量的分析纯金属钙和分析纯金属锶，混合后加入到具有条形凹槽的坩埚中，并放入管式热处理炉；
(2)向热处理炉中通入氩气或氢气和氩气的混合气体，然后以1～10℃/min的升温速率加热到600℃～1000℃，保温30min～120min后，在保护气氛下冷却至室温；在上述过程中，金属钙和金属锶熔融混合后进入条形凹槽，冷却后成为条状合金；合金中的钙、锶比例在原料配比时控制，氢含量通过调节混合气体中氢气的分压控制。
本发明的设计思想是：该钙锶(氢)合金由钙、锶两种元素或钙、锶、氢三种元素组成，其成分可在制备合金时进行控制。合金加入水中后，会与水发生反应生成氢气和微溶的钙、锶的氢氧化物，氢氧化物溶解电离后在水中引入钙、锶矿物质离子，并使水呈弱碱性。其基本原理可表示如下：
CaXSrYHZ+2(X+Y)H2O→X Ca2++Y Sr2++2(X+Y)OH-+(X+Y+0.5Z)H2
本发明的优点及有益效果如下：
1、本发明可使饮用水具有三种对人体有益特性的同时不引入任何有害因素。
2、本发明制备的弱碱性富氢矿物质水中的氢气、锶离子和氢氧根的浓度都在理想范围，并可根据需要进行调节。
3、本发明中钙锶(氢)合金的成分可根据需要进行控制。
具体实施方式
在具体实施过程中，本发明采用高纯金属锶和高纯金属钙为原料，在氩气或氢气气氛中进行熔炼，制备钙锶二元合金或钙锶氢三元合金。将合金按需分割成小块后加入纯水中，迅速密封，合金与水反应生成氢气和钙、锶的氢氧化物，氢氧化物溶解于水并电离后产生钙、锶离子和氢氧根，使水富含氢气和矿物质，并呈弱碱性。
该方法的具体操作步骤为：1)在氩气保护下称取定量的分析纯金属钙和分析纯金属锶，混合后加入到具有条形凹槽的坩埚中，并放入管式热处理炉；2)向热处理炉中通入氩气或氢气和氩气的混合气体，然后以1～10℃/min(优选3～6℃/min)的升温速率加热到600～1000℃(优选650～800℃)，保温30min～120min(优选45～90min)后，在保护气氛下冷却至室温；3)在金属材质的容器(如易拉罐或铝箔袋)中装入新制备的纯净水(可根据需要加入食品级柠檬酸以调节水的pH值)，避免或减少与氧气和二氧化碳接触；4)将钙锶(氢)合金条分割成小块，加入到上述纯净水中，迅速密封，待合金在水中逐渐反应、溶解，即得到含有钙、锶离子和氢气的弱碱性水还原水，含矿物质弱碱性还原水具有以下特征：
a.水中富含氢气，对人体具有显著的保健和抗衰老功能；b.水中含有适量的锶离子(Sr2+)和钙离子(Ca2+)，而锶和钙均是人体必需的微量元素，其中锶是矿泉水三大有益元素之一，对人体具有很好的保健作用；c.由于含有适量的氢氧根离子，水呈弱碱性，具有降低血粘度，保护人体的心血管系统的功效。
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。
实施例1
在氩气保护下称取19.8g分析纯金属钙和0.2g分析纯金属锶，混合后加入到具有条形凹槽的坩埚中，并放入通氩气保护的管式热处理炉。以6℃/min的升温速率加热到700℃，保温45min后，在保护气氛下随炉冷却，得到名义成分为Ca0.99Sr0.01的钙锶合金。
实施例2
在氩气保护下称取19g分析纯金属钙和1g分析纯金属锶，混合后加入到具有条形凹槽的坩埚中，并放入通氢气和氩气混合气体的管式热处理炉，氢气和氩气的浓度比为1:1。以4℃/min的升温速率加热到650℃，保温60min后，在保护气氛下随炉冷却，得到名义成分为Ca0.95Sr0.05H2的钙锶氢三元合金。
实施例3
将500mL纯净水加入到铝箔袋中，先加入0.13g食品级柠檬酸，然后加入0.1g实施例1中的Ca0.99Sr0.01合金，迅速密封，15min后摇匀，得到含有益矿物质的弱碱性还原水。取水样进行检测，结果如下：钙离子浓度为193.1mg/L，锶离子浓度为2.1mg/L，pH值为8.7，氧化还原电位为-475mV。
实施例4
将500mL纯净水加入到铝箔袋中，先加入0.05g食品级柠檬酸，然后加入0.02g实施例2中的Ca0.95Sr0.05H2合金，迅速密封，15min后摇匀，得到含有益矿物质的弱碱性还原水。取水样进行检测，结果如下：钙离子浓度为37.4mg/L，锶离子浓度为1.81mg/L，pH值为8.5，氧化还原电位为-388mV。
实施例结果表明，利用本发明中的钙锶(氢)合金可制取同时具有还原性、含矿物质、弱碱性三大特征的水，且简单易操作、成分可控、成本低，可在赋予饮用水三种对人体有益特性的同时不引入任何有害因素。

Claims (2)

1.一种含有益矿物质的弱碱性还原水的制取方法，其特征在于，钙锶合金用于制取含有益矿物质的弱碱性还原水，操作步骤如下：
在氩气保护下称取19.8g分析纯金属钙和0.2g分析纯金属锶，混合后加入到具有条形凹槽的坩埚中，并放入通氩气保护的管式热处理炉；以6℃/min的升温速率加热到700℃，保温45min后，在保护气氛下随炉冷却，得到名义成分为Ca0.99Sr0.01的钙锶合金；
将500mL纯净水加入到铝箔袋中，先加入0.13g食品级柠檬酸，然后加入0.1g上述的Ca0.99Sr0.01合金，迅速密封，15min后摇匀，得到含有益矿物质的弱碱性还原水；取水样进行检测，结果如下：钙离子浓度为193.1mg/L，锶离子浓度为2.1mg/L，pH值为8.7，氧化还原电位为-475mV。
2.一种含有益矿物质的弱碱性还原水的制取方法，其特征在于，钙锶合金用于制取含有益矿物质的弱碱性还原水，操作步骤如下：
在氩气保护下称取19g分析纯金属钙和1g分析纯金属锶，混合后加入到具有条形凹槽的坩埚中，并放入通氢气和氩气混合气体的管式热处理炉，氢气和氩气的浓度比为1:1；以4℃/min的升温速率加热到650℃，保温60min后，在保护气氛下随炉冷却，得到名义成分为Ca0.95Sr0.05H2的钙锶氢三元合金；
将500mL纯净水加入到铝箔袋中，先加入0.05g食品级柠檬酸，然后加入0.02g上述中的Ca0.95Sr0.05H2合金，迅速密封，15min后摇匀，得到含有益矿物质的弱碱性还原水；取水样进行检测，结果如下：钙离子浓度为37.4mg/L，锶离子浓度为1.81mg/L，pH值为8.5，氧化还原电位为-388mV。
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