CN108002806A - 一种用于非接触净水的远红外线辐射体、制备方法及净水装置 - Google Patents

一种用于非接触净水的远红外线辐射体、制备方法及净水装置 Download PDF

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Abstract

一种用于非接触净水的远红外线辐射体、制备方法及净水装置，该远红外线辐射体包括粘土以及粉末状的中华麦饭石、伊来石、金刚药石、火山灰、群马长石和黑云母，该远红外线辐射体按照上述组分加水混合后烤制而成；所述粘土以及粉末状的中华麦饭石、伊来石、金刚药石、火山灰、群马长石和黑云母的重量百分比均为10‑15wt％；该制备方法包括如下步骤：按照上述组分进行配比混合，各组分均为325目的粉末；在混合均匀的粉末中加水，搅拌均匀后晾干，最后在850‑1300°的温度上烤制烘干。本发明利用天然矿物质混合制造出在常温状态及常温以上放射远红外线的远红外线辐射体，它能够对水体灭菌净化，增强水体活性，环保安全，成本低廉，长期饮用，利于健康。

Description

一种用于非接触净水的远红外线辐射体、制备方法及净水 装置
技术领域
本发明涉及远红外辐射净水技术，尤其一种用于非接触净水的远红外线辐射体、制备方法及净水装置。
背景技术
水是生命的本源，饮用水的质量直接影响着人体的健康。近年来，随着环境污染的不断恶化，饮用水的质量越来越差，尤其是水体中的各种病菌和重金属，对人体健康造成极大危害。
为了改善水质，无论是生产还是生活，均配备大量的水体净化设备，目前的水体净化设备大多采用活性炭以及类似耗材的净化结构，长期使用下净化效果会严重下降，并且还需要频繁更换耗材，使用成本较高，其对水体中的病菌灭杀效果也不理想，难以获得利于人体健康水质的水，不适于长期饮用。
寻求环保安全，高效低成本的净水方法，成为当前创新的热点，尤其是“中国消毒学杂志”刊登的题目为“远红外线杀菌作用的研究”，作者：陆绪钦、林霞、徐水淩、顾长春、陆平波。摘要记载了：对远红外线加热消毒研究的结果表明，该法可较好杀灭细菌繁殖体、芽胞，破坏HBSAg和细菌内毒素，这为非接触式净水提供了很好的解决思路。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于非接触净水的远红外线辐射体、制备方法及净水装置，它具有安全环保，杀菌和净水高效可靠的特点。
本发明是这样来实现的，一种用于非接触净水的远红外线辐射体，其特征在于，它包括粘土以及粉末状的中华麦饭石、伊来石、金刚药石、火山灰、群马长石和黑云母，该远红外线辐射体按照上述组分加水混合后烤制而成；所述粘土以及粉末状的中华麦饭石、伊来石、金刚药石、火山灰、群马长石和黑云母的重量百分比均为10-15wt％。
所述中华麦饭石中的斜长石和钾元长石的总重量百分比为70-80％，石英的重量比小于15％，其中斜长石的含量大于钾元长石的含量。
所述伊来石中的Al2O3重量百分比为33.6％，SiO2的重量百分比为60-65％。
所述远红外线辐射体在常温以及常温以上条件下的远红外发射率为90-97％，辐射波长为4-16μm。
优选的是：所述远红外线辐射体包括13.85wt％粘土、14.73wt％中华麦饭石、14.50wt％伊来石、15.00wt％金刚药石、13.53wt％火山灰、13.81wt％群马长石和14.50wt％黑云母，该远红外线辐射体的远红外发射率为97％。
优选的是：所述远红外线辐射体包括14.83wt％粘土、15.00wt％中华麦饭石、13.79wt％伊来石、13.50wt％金刚药石、14.75wt％火山灰、13.75wt％群马长石和14.38wt％黑云母，该远红外线辐射体的远红外发射率为96％。
本发明还记载了一种远红外线辐射体的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
(1)按照上述远红外线辐射体的各组分进行配比混合，华麦饭石、伊来石、金刚药石、火山灰、群马长石和黑云母均为325目的粉末；
(2)向步骤(1)混合均匀的粉末中加水，搅拌均匀后晾干备用；
(3)在850-1300°的温度上烤制烘干，得到远红外线辐射体制成品。
该制备方法可用于制备颗粒状辐射体，具体的是，向步骤(1)混合均匀的粉末中加水，搅拌均匀后，制成直径为1-2mm、3-10mm或25mm的圆形颗粒，晾干备用。
本发明还记载了一种基于远红外线辐射的非接触式净水装置，其特征在于，该净水装置由上述制备方法得到，该净水装置为杯座，该杯座套设在杯子下部，杯座可在非接触状态下对杯子内的水进行净化灭菌，使用方便。
本发明的有益效果为：本发明利用天然矿物质混合制造出在常温状态以及常温以上放射远红外线的远红外线辐射体，它能够产生远红外发射率为90-97％，辐射波长为4-16μm的远红外线，对水体灭菌净化的同时，赋予水体利于生命体的活性，该远红外线辐射体一方面生产简单，环保安全，利用远红外线能够有效灭杀水体中的病菌，提高水体活性；另一方面，非接触式净化，耐用可靠，无耗材，使用成本低廉，同时使水体产生负离子，促进杀菌和水体的弱碱性化，从而获得利于饮用的生理活性水，长期饮用，利于健康。
附图说明
图1为本发明一个实施例得到的远红外线辐射体的红外反射率检测结果图表。
图2为图1所示实施例得到的远红外线辐射体的相对辐射能谱曲线图。
图3为本发明另一个实施例得到的远红外线辐射体的红外反射率检测结果图表。
图4为图3所示实施例得到的远红外线辐射体的相对辐射能谱曲线图。
图5为图1所示实施例得到的远红外线辐射体的杀菌性能检测结果图表。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
本发明是这样来实现的，该用于非接触净水的远红外线辐射体包括粘土以及粉末状的中华麦饭石、伊来石、金刚药石、火山灰、群马长石和黑云母，该远红外线辐射体按照上述组分加水混合后烤制而成；所述粘土以及粉末状的中华麦饭石、伊来石、金刚药石、火山灰、群马长石和黑云母的重量百分比均为10-15wt％。上述功能组分A均是天然矿物，且经过试验获得的具有最佳功能效果的物料，各个功能组分的特点如下：
1)中华麦饭石；感观特性：外观表面粗糙不平、有粒点如豆如米，颇似一团麦饭，呈青灰色间有浅褐色，基质中有白色斑晶，具斑状或似斑状结构，轻度风化；优选的矿物成份特性：若为浅色矿物，斜长石和钾元长石的总重量百分比为70-80％，斜长石含量大于钾长石，石英的重量比小于15％；若为暗色矿物：黑云母、角闪石，含量小于15％；副矿石：有磁铁矿、钛镁矿、磷灰石、榍石等。功效特性：1.中华麦饭石含有生物所必需的钾、钠、钙、镁、磷常量元素和锌、铁、硒、铜、锶、碘、氟、偏硅酸等十八种微量元素。水中溶出的微量元素矿物质可以改善水质；在通常条件下，中华麦饭石溶出液中四种微量元素(偏硅酸、Sr、Zn、F)，且含量较高。2.中华麦饭石内含有大量锆石，能释放对人体有益的远红外线，远红外线辐射率为0.88～0.92，常温下抑菌率(大肠杆菌，金黄色葡萄球菌)＞90％，辐射的远红外线能够有效地抑制细菌生长，打破有毒物质结构的活性键，发挥较强的氧化裂解功能；有助于分解被污染水中致癌性有机分子，防止水腐败，从而得到优质水。
2)伊来石
伊来石的构成是砂岩等，颜色是黄色与白色，也称为白云母。主要产在石灰岩与花岗岩地区的边界地区0.002-0.004mm以下的黏土质矿物质，以岩石的形态接触空气的话转为黏土的特性。具体实施时，优选的伊来石中Al2O3重量百分比为33.6％，SiO2的重量百分比为60-65％，它具有水溶性强，分解重金属的功能以及除臭功能。它在40°温度上没有外部反应也放射出远红外线，其发射率为0.93及波长为5.6-14微米，5.6-14微米的远红外也称“生育之光”，专门用于治疗疾病，该波长的远红外线辐射到皮肤40-50mm，与人体使细胞分子共振，使肌肤、血管、神经、淋巴也受热，提高新陈代谢，同时，伊来石的辐射使水体产生大量负离子(121ion/cc)，有效去除水体中的病毒及细菌，抗菌作用突出。
3)金刚药石
金刚药石是花岗岩的一种，化学组成是斜长石、黑云母、石英等。具体实施时，优选的金刚药石包含如下化学组成及其重量百分比：
另外，金刚药石中14种的稀土含量超过130ppm以上，Ce、Pr、Nd、Sm等占稀土中的90％，并且有害元素含有量在标准以下或几乎没有，没有放射物质或也在标准以下，有很强的远红外线放射率及各种抗菌效果都很突出。金刚药石在未粉末状态下用显微镜观察的话像云状的多孔性、海绵性构，它的轮廓与形态有着很强的吸附性、溶解性、交换性。而且接触面多，高过滤性强，除菌及把水变为弱碱性，并且与重金属元素形成，把有害重金属Pb、Cd、Hg、As等与离子交换吸附变为无毒，吸附率为Pb63-65％、Cd35-68％、Hg80％、As27.75％左右。
4)群马长石
群马长石也叫贵阳石，它是日本最有名的长石系统的矿物质，也叫贵阳石，具体实施时，优选的群马长石中化学组成及其重量百分比为：所选群马长石的远红外线发射率为96％，负离子最高放出24000个/cc；作为日本有名功能性矿石，其主要特征是能够放出来的负离子达到托玛琳的10倍，还具有有很高的界面活性(表面活性)，不含有放射性元素，是对生物有益的天然矿物质。
5)黑云母
黑云母在40度温度下远红外线发射率为93％，具有除菌作用，还使液体分子细微化，放射远红外线，促进植物细胞吸收能力，酸性中化等功能，其放射的远红外线，照射到水分子与蛋白质分子时，20次/分进行共鸣共振；在实施时，黑云母根据如下种类进行选用
Sio2 Ai2o3 Fe2o5 Tio2 CaO2 Mgo K2o Na2o Lg-Loss
赤色 77.2％ 12.49％ 0.70％ 0.03％ 0.18％ 0.06％ 4.65％ 3.51％ 0.57％
白色 66.09％ 19.55％ 0.19％ 0.03％ 0.40％ 0.11％ 6.48％ 6.58％ 0.26％
6)火山灰：火山灰具有空气净化作用，其制成品也能够改善室内空气质量。
当然，鉴于上述天然矿物的组分多样性，列表中并没有涵盖其全部化学组分，只要能够满足列表中的主要组分参数，即可在实际实施中采用，通过实验测得的远红外线辐射体的远红外发射率为90-97％，辐射波长为4-16μm。
按照上述组分，本发明在具体实施时，粘土、粉末状的中华麦饭石、伊来石、金刚药石、火山灰、群马长石和黑云母的重量百分比均可在10wt％、12wt％和15wt％及其区间的参数进行选择，得到的远红外线辐射体的远红外发射率为90-97％，辐射波长为4-16μm。本发明在大量实验中发现，当采用如下实施例时，获得远红外线辐射体具有较为理想的远红外发射率，其净水和杀菌效果更好。
实施例1：所述远红外线辐射体包括13.85wt％粘土、14.73wt％中华麦饭石、14.50wt％伊来石、15.00wt％金刚药石、13.53wt％火山灰、13.81wt％群马长石和14.50wt％黑云母；通过检测，该远红外线辐射体的法向全反射率为97％，如图1所示，按照GB/T7287-2008《红外辐射加热器试验方法》，在20℃，60％RH下测得到的相对辐射能谱曲线如图2所示，其辐射波长为4-16μm。
实施例2：所述远红外线辐射体包括14.83wt％粘土、15.00wt％中华麦饭石、13.79wt％伊来石、13.50wt％金刚药石、14.75wt％火山灰、13.75wt％群马长石和14.38wt％黑云母，通过检测，该远红外线辐射体的法向全反射率为96％，如图3所示，按照GB/T7287-2008《红外辐射加热器试验方法》，在22℃，60％RH下测得到的相对辐射能谱曲线如图4所示，其辐射波长为4-16μm。
本发明还公开了一种远红外线辐射体的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
(1)按照上述远红外线辐射体的各组分进行配比混合，华麦饭石、伊来石、金刚药石、火山灰、群马长石和黑云母均为325目的粉末；
(2)向步骤(1)混合均匀的粉末中加水，搅拌均匀后晾干备用；
(3)在850-1300°的温度上烤制烘干，得到远红外线辐射体制成品。
依据实施例1按照本制备方法获得远红外线辐射体制成品，取400g，按照QB/T2738-2012(7.2)进行检测，其对水体中金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的灭杀检测结果如图5所示；通过检测结果可以看出，其抗菌性能优异，其中分别对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的灭杀率分别达到27％和17％。另外，通过对远红外线辐射体净化后的水进行检测，辐射后的水形成了更小的分子团，由13-15个左右的水分子抱成一团变成4-6个水分子抱成一团，从而获得分子团＜6的生理活性水，可直接参与人体新陈代谢，利于细胞膜的渗透性，提高细胞的活性和毒素的排出速度。并且辐射后的水体含有大量的负离子，形成对人体有益的弱磁场，促进人体健康。
该制备方法可用于制备颗粒状辐射体，具体的是，向步骤(1)混合均匀的粉末中加水，搅拌均匀后，制成直径为1-2mm、3-10mm或25mm的圆形颗粒，晾干备用。该方式制备的颗粒状辐射体可广泛应用于净水设备；一个简单的净水实施例方式为，取500-1000g左右的辐射体放在2L左右的容器，然后500ml的塑料容器装满水之后把塑料容器插在2L容器的中间部分，过30分钟以上，在远红外线辐射体的作用下，远红外线透过容器作用于水里，使水拥有细微电磁场(由于水体包装容器的隔离，使得远红外线辐射体以非接触方式作用于水体，通过远红外线辐射体的物理作用实现净化杀菌的目的)；通过远红外线的作用，可对水体中的金黄色葡萄球菌、大肠杆菌进行灭杀，同时使水体产生负离子，促进杀菌和水体的弱碱性化，从而获得利于饮用的生理活性水，长期饮用，利于健康。
本发明还公开了一种基于远红外线辐射的非接触式净水装置，其特征在于，该净水装置由上述制备方法得到，该净水装置为杯座，该杯座套设在杯子下部；实施时，按照上述方法制备的圆形颗粒可用在水杯以及其他简单的非接触净化制品中，对于大量或其他要求较高的净化设备，可根据实际需要利用各种形态的远红外线辐射体进行加工，而不局限于上述形态或结构；这样使用者只需要将盛水的杯子放到杯座上，即可实现非接触式净化杀菌，获得利于人体健康的水体，提高生活品质与健康水平，此种非接触净化灭菌方式安装方便，净化效果好，长期饮用有益健康。

Claims (9)

1.一种用于非接触净水的远红外线辐射体，其特征在于，它包括粘土以及粉末状的中华麦饭石、伊来石、金刚药石、火山灰、群马长石和黑云母，该远红外线辐射体按照上述组分加水混合后烤制而成；
所述粘土以及粉末状的中华麦饭石、伊来石、金刚药石、火山灰、群马长石和黑云母的重量百分比均为10-15wt％。
2.如权利要求1所述的用于非接触净水的远红外线辐射体，其特征在于，所述中华麦饭石中的斜长石和钾元长石的总重量百分比为70-80％，石英的重量比小于15％，其中斜长石的含量大于钾元长石的含量。
3.如权利要求2所述在用于非接触净水的远红外线辐射体，其特征在于，所述伊来石中的Al2O3重量百分比为33.6％，SiO2的重量百分比为60-65％。
4.如权利要求3所述在用于非接触净水的远红外线辐射体，其特征在于，所述远红外线辐射体的远红外发射率为90-97％，辐射波长为4-16μm。
5.如权利要求4所述在用于非接触净水的远红外线辐射体，其特征在于，所述远红外线辐射体包括13.85wt％粘土、14.73wt％中华麦饭石、14.50wt％伊来石、15.00wt％金刚药石、13.53wt％火山灰、13.81wt％群马长石和14.50wt％黑云母，该远红外线辐射体的远红外发射率为97％。
6.如权利要求4所述在用于非接触净水的远红外线辐射体，其特征在于，所述远红外线辐射体包括14.83wt％粘土、15.00wt％中华麦饭石、13.79wt％伊来石、13.50wt％金刚药石、14.75wt％火山灰、13.75wt％群马长石和14.38wt％黑云母，该远红外线辐射体的远红外发射率为96％。
7.一种远红外线辐射体的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
(1)按照权利要求1-6中任意一项所述远红外线辐射体的各组分进行配比混合，华麦饭石、伊来石、金刚药石、火山灰、群马长石和黑云母均为325目的粉末；
(2)向步骤(1)混合均匀的粉末中加水，搅拌均匀后晾干备用；
(3)在850-1300°的温度上烤制烘干，得到远红外线辐射体制成品。
8.如权利要求7所述的远红外线辐射体的制备方法，其特征在于，向步骤(1)混合均匀的粉末中加水，搅拌均匀后，制成直径为1-2mm、3-10mm或25mm的圆形颗粒，晾干备用。
9.一种基于远红外线辐射的非接触式净水装置，其特征在于，该净水装置由权利要求7所述制备方法得到，该净水装置为杯座，该杯座套设在杯子下部。
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