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Abstract

本发明涉及净水消毒水产生器具领域，特别地涉及一种适用于户外的净水消毒水两用杯。本发明公开了一种净水消毒水两用杯，包括杯身和杯盖，所述杯身由钛材料制成，所述杯身内壁设置有贵金属/二氧化钛纳米管膜层，所述杯盖的下表面设有UVLED灯珠和导电部，所述杯盖内设有电池，所述电池为UVLED灯珠供电，所述电池的正极与杯身连接，所述电池的负极与导电部连接。本发明既可以产生消毒水又可以产生净水，净水效果好，效率高，满足用户户外使用需求，且结构简单，体积小，便于随身携带，使用简便。

Description

一种净水消毒水两用杯
技术领域
本发明属于净水消毒水产生器具领域，具体地涉及一种适用于户外、便携的净水消毒水两用杯。
背景技术
户外旅行，水是人类赖以生存的根本。野外裸露水源大都有致病的物质，如鞭虫、痢疾、伤寒、血吸虫、肝蛭、霍乱等有毒的微生物、病菌，需要净水处理后再饮用。另外，户外使用的餐具，户外采摘的水果，以及户外紧急情况下受伤的伤口均需要进行消毒处理。
使用次氯酸钠消毒水对物品进行消毒已经有几百年的历史。次氯酸钠能够渗入细胞壁以及病毒外壳，使病原体蛋白变性从而致死；在分解时可形成生态氧，迅速使细菌蛋白氧化变性；氯可直接作用于菌体蛋白，使其变性失去活力。其浓度为30-50ppm的次氯酸钠溶液对金黄色葡萄球菌、大肠杆、鸡白痢沙门氏杆菌放线菌门、拟杆菌门、厚壁菌门及变形菌门类细菌都有很强的杀灭作用。
因此，户外旅行时就需要携带能够产生净水和次氯酸钠消毒水的器具，但现在市面上还没有便携的既能产生净水又能产生次氯酸钠消毒水的器具，只能携带分别产生净水的器具和产生次氯酸钠消毒水的器具，不仅携带麻烦，成本也较高，
此外，现有技术中，户外净水杯中的灭菌装置多采用滤膜和紫外线过滤、杀菌，杀菌效率较低，杀菌效果不好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种净水消毒水两用杯用以解决上述存在的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种净水消毒水两用杯，包括杯身和杯盖，所述杯身由钛材料制成，所述杯身内壁设置有贵金属/二氧化钛纳米管膜层，所述杯盖的下表面设有UVLED灯珠和导电部，所述杯盖内设有电池，所述电池为UVLED灯珠供电，所述电池的正极与杯身连接，所述电池的负极与导电部连接。
进一步的，所述贵金属为铂金或钯。
进一步的，所述贵金属/二氧化钛纳米管膜层的厚度为200-400nm。
进一步的，还包括金属过滤网，所述金属过滤网设置在杯身的上部。
进一步的，所述UVLED灯珠的光波长为200-275nmnm。
更进一步的，所述UVLED灯珠的数量为3-5个。
更进一步的，所述UVLED灯珠包覆有高透紫外防水层。
进一步的，所述杯盖由钛材料制成，杯盖的下表面即为导电部，所述杯盖与杯身螺纹连接，且杯盖与杯身之间设有橡胶圈来进行绝缘和密封。
更进一步的，所述杯盖设有顶部开口的容纳腔，所述电池放置在容纳腔内，所述开口设有可打开的盖子，所述盖子上设有两个控制开关，第一控制开关用于控制电池与UVLED灯珠之间的通断，第二控制开关用于控制电池与杯身之间的通断。
更进一步的，所述电池为可充电的锂电池，所述盖子上还设有用于给锂电池充电的USB充电口。
本发明的有益技术效果：
本发明既可以产生消毒水又可以产生净水，净水效果好，效率高，满足了用户户外使用需求，保障了用户户外安全，且结构简单，体积小，便于随身携带，使用简便，成本低。
附图说明
图1为本发明具体实施例的结构分解图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1所示，一种净水消毒水两用杯，包括杯身1和杯盖2，所述杯身1由钛材料制成，所述杯身1内壁设置有贵金属/二氧化钛纳米管膜层(图中未示出)，贵金属/二氧化钛纳米管为现有材料，即镶嵌贵金属的二氧化钛纳米管，具体可以参照现有技术，此不再细说。
本具体实施例中，贵金属优选为铂金(Pt)，即贵金属/二氧化钛纳米管膜层为Pt/TiO2纳米管膜层，以保证较好的光电催化效果，当然，在其它实施例中，贵金属也可以是钯(Pd)等。
本具体实施例中，Pt/TiO2纳米管膜层优选为200-400nm，以达到较高的导电性能和较好的力学强度。
Pt/TiO2纳米管膜层可以采用下面方法制得。
杯身1中放入一根直径小于杯身1的钛棒。在杯身1和钛棒中间空隙注入一定量的质量浓度0.5％HF水溶液。杯身1作为阳极，钛棒作为阴极在20-30V电压下进行阳极氧化，得到杯身1内壁表面有氧化钛纳米管分布的杯体，将制备好的杯身1放入沸水中煮沸一段时间以除去表面多余的F离子。
制备Pt纳米颗粒的步骤为：杯身1中放入0.5-1mg/ml的氯铂酸溶液，氙灯(150-300W)光照2小时，光照完成后，依次用无水乙醇和去离子水冲洗；再在100℃下真空干燥30分钟后制得Pt/TiO2纳米管膜层。
所述杯盖2的下表面设有UVLED(紫外发光二极管)灯珠3和导电部(图中未示出)，所述杯盖2内设有电池4，所述电池4为UVLED灯珠3供电，所述电池4的正极与杯身1连接，所述电池4的负极与导电部连接，使得在电解时，杯身1和Pt/TiO2纳米管膜层作为阳极，导电部作为阴极。
本具体实施例中，所述杯盖2由钛材料制成，杯盖2的下表面即为导电部，杯盖2采用钛材料，可以使得产品在生产时耗材种类较少，便于生产和管理。
所述杯盖2与杯身1螺纹连接，但不限于此，也可以采用现有的其它连接结构，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说，杯盖2与杯身1之间设有橡胶圈6来进行绝缘和密封，防止阳极和阴极短路。
所述杯盖2设有顶部开口的容纳腔，所述电池4放置在容纳腔内，所述开口设有可打开的盖子21，所述盖子21上设有两个控制开关71和72，第一控制开关71用于控制电池4与UVLED灯珠3之间的通断，第二控制开关72用于控制电池4与杯身1之间的通断，具体电路结构是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。通过盖子21的设置，可以方便将电池4取出更换。
进一步的，为了避免频换更换电池4，所述电池4为可充电的锂电池，所述盖子2上还设有用于给锂电池4充电的USB充电口(图中未示出)，具体电路是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说，如USB充电口通过充放电管理芯片给锂电池4充电等。
本具体实施例中，所述UVLED灯珠3的光波长优选为200-275nm，所述UVLED灯珠的数量为4个，当然，在其它实施例中，UVLED灯珠的数量也可以是3个、5个或其它数量，具体可以根据实际需要进行选择，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。所述UVLED灯珠4包覆有高透紫外防水层来进行防水。
本具体实施例中，还包括金属过滤网5，所述金属过滤网5设置在杯身1的上部，可初步过滤腐烂的植物茎叶和泥沙等。
次氯酸钠消毒水产生的具体实施步骤如下：
用配套的盐包配置1％-3％质量浓度的盐水，置于杯身1中，按下控制开关72，锂电池4开始供电，进行电解过程，Pt/TiO2纳米管膜层为阳极，杯盖2与盐水接触的下表面为阴极。其具体反应如下：食盐水里氯化钠完全电离，在电场的作用下，氯化钠电解生成次氯酸钠，总的反应方程式为NaCl+H2O→NaClO+H2。本具体实施例中，锂电池4电压为3-5V。
次氯酸钠消毒杀菌最主要的作用方式是通过它的水解作用形成次氯酸，次氯酸再进一步分解形成新生态氧，新生态氧的极强氧化性使菌体和病毒的蛋白质变性，从而使病原微生物致死。
净水具体实施步骤如下：
杯身1中放入户外普通淡水，按下控制开关71和72，接通电源，UVLED灯珠3开启。同时，Pt/TiO2纳米管膜层为阳极，杯盖2与普通淡水接触的下表面为阴极，本具体实施例中，锂电池4电压为3-5V。
UVLED灯珠3，其发射的紫外线在200nm至275nm之间，这种波长的紫外光可破环水体中各种病毒、细菌以及其它致病体的DNA结构，主要是使DNA中的各种结构键断裂或发生光化学聚合反应，从而使各种病毒、细菌以及其它致病体丧失复制繁殖能力，达到消毒的效果。
二氧化钛是一种n型半导体，紫外光照射下，二氧化钛中产生光生电子和空穴。在二氧化钛表面吸附的氧气，在室温下以O2 2-(氧分子离子)形式存在。O2 2-与光生空穴发生作用生成了O2 -。氧气与光生电子反应也会生成O2 -。另外，二氧化钛表面的水分子也与光生空穴反应，生成羟基自由基。O2 -和羟基自由基是一般光催化反应中的活性物种之一，能够以氧化作用破坏微生物膜的结构从而实现杀菌作用。
同时在电场作用下，水在阴极上不断得到电子而生成氢气放出，破坏了附近的水的电离平衡，因而水分子大量电离成H+，OH-和羟基自由基。在Pt纳米颗粒上，羟基自由基能催化成臭氧，使水中同时存在臭氧以及羟基自由基。
其主要的阴阳极发生如下反应
阳极3H2O→O3+6H++6e-
2H2O→O2+4H++4e-
阴极2H++2e-→H2
或者O2+4H++4e-→2H2O
臭氧和羟基自由基能氧化水中的有机物，杀灭使人和动物致病的多种病菌、霉菌、病毒、真菌、原虫及卵囊，且就灭菌时间来说，迅速无比，当其浓度达到一定数值后，消毒杀菌甚至可以瞬间完成。具体的，臭氧杀菌机理以氧化作用破坏微生物膜的结构实现杀菌作用。臭氧对细菌的灭活反应总是进行的很迅速。与其它杀菌剂不同的是，臭氧能与细菌细胞壁脂类双键反应,穿入菌体内部，作用于蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，从而导致细菌死亡。臭氧还作用于细胞内的核物质，如核酸中的嘌呤和嘧啶破坏DNA。臭氧灭活病毒则认为氧化作用直接破坏其核糖核酸RNA或脱氧核糖核酸DNA物质而完成的。羟基自由基具有很强的氧化还原能力，能杀死红细胞，降解DNA、细胞膜和多糖化合物等。
因此，本发明达到净水的目的，且净水效果好，效率高。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种净水消毒水两用杯，包括杯身和杯盖，其特征在于：所述杯身由钛材料制成，所述杯身内壁设置有贵金属/二氧化钛纳米管膜层，所述杯盖的下表面设有UVLED灯珠和导电部，所述杯盖内设有电池，所述电池为UVLED灯珠供电，所述电池的正极与杯身连接，所述电池的负极与导电部连接。
2.根据权利要求1所述的净水消毒水两用杯，其特征在于：所述贵金属为铂金或钯。
3.根据权利要求1所述的净水消毒水两用杯，其特征在于：所述贵金属/二氧化钛纳米管膜层的厚度为200-400nm。
4.根据权利要求1所述的净水消毒水两用杯，其特征在于：还包括金属过滤网，所述金属过滤网设置在杯身的上部。
5.根据权利要求1所述的净水消毒水两用杯，其特征在于：所述UVLED灯珠的光波长为200-275nm。
6.根据权利要求5所述的净水消毒水两用杯，其特征在于：所述UVLED灯珠的数量为3-5个。
7.根据权利要求6所述的净水消毒水两用杯，其特征在于：所述UVLED灯珠包覆有高透紫外防水层。
8.根据权利要求1所述的净水消毒水两用杯，其特征在于：所述杯盖由钛材料制成，杯盖的下表面即为导电部，所述杯盖与杯身螺纹连接，且杯盖与杯身之间设有橡胶圈来进行绝缘和密封。
9.根据权利要求8所述的净水消毒水两用杯，其特征在于：所述杯盖设有顶部开口的容纳腔，所述电池放置在容纳腔内，所述开口设有可打开的盖子，所述盖子上设有两个控制开关，第一控制开关用于控制电池与UVLED灯珠之间的通断，第二控制开关用于控制电池与杯身之间的通断。
10.根据权利要求9所述的净水消毒水两用杯，其特征在于：所述电池为可充电的锂电池，所述盖子上还设有用于给锂电池充电的USB充电口。
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