CN110357183A - 一种富氢水陶瓷滤芯的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及健康材料制备领域，本发明方法公开的一种富氢水陶瓷滤芯的合成方法，本发明制备一种富氢水陶瓷滤芯，采用了多种天然材料经过高科技提取物配制而成，其含有大量的富氢元素；具有选择性抗氧化作用，具有负电位，本方法能够简单而又廉价的制造富氢水。
Description
技术领域
本发明涉及材料制备领域，具体关于一种富氢水陶瓷滤芯的合成方法。
背景技术
富氢水的制备主要采用两种形式，一种是将氢气直接通入水中，配成不同浓度的氢水溶液；另一种是含氢化合物分解，常用的是制氢材料溶于水中产生氢气，再根据需要配制成富氢水溶液。目前这种产品已经商品化，可以很方便的应用与科研和生产中。
电气石是一种环状结构含硼硅酸盐矿物,其成分较复杂,具有特殊的晶体结构,因其具有压电性、远红外性,释放负离子等特性而具有巨大的应用价值。水稻秸秆具有非常优异的自下而上、无障碍供水能力，可将污水、泥水、盐水等泵抽到上方，内部通道不会被堵塞，保持稳定汲水能力。
CN201720475977.8公开了一种富氢水开水器,涉及家用电器技术领域，包括：开水器壳体、设于壳体内的富氢水装置、开水装置及电控装置；富氢水装置的富氢水出口与开水装置的输入端连接，为开水装置提供富氢水；富氢水装置包括富氢水箱及设于其底部的离子交换装置，离子交换装置的氢气发生面朝向富氢水箱，组成同一容器腔；使用便捷、可使用自来水制作富氢水、迅速达到沸腾的开水器，通过对“融满”氢原子的富氢水快速加热、达到消毒泡茶等温度需求，又保证富氢水不会因为传统加热方式中长时间加温使氢原子逐渐流失，达到“富”氢开水目的。
CN201110247829.8提供了一种富氢水及其制备方法，属于食品饮料领域。该富氢水是通过在密闭压力容器中先加入氮气，再排空氮气，然后再通入氢气至0.1～4MPa，搅拌10～30分钟，并将压力一直维持在0.1～4MPa而制得；该富氢水经灌装后，在保质期12月内的具有的氢气含量为1.35～1.65ppm，氧化还原电位为-400～-600mV，活性氧过氧化物的消除活性SOSA指标为7.0～9.0个单位。该发明解决了将氢气溶解于水中并且不析出的问题，所制得的瓶装富氢水成品既可长期储，又便于运输、销售，且开瓶即可饮用，同时该富氢水的制备及灌装方法简单易行，无需耗费大量的设备和能源，成本低廉。
CN201620103993.X公开了一种富氢水瓷水龙头净水装置，包括壳体、第一级净水单元、第二级净水单元、富氢水瓷单元，壳体一边开设有进水口，另一端开设有出水口；第一级净水单元、第二级净水单元、富氢水瓷单元均固设在壳体内；第一级净水单元包括金属过滤网、PP过滤棉层；第二净水单元包括镀银网、活性磁层；富氢水瓷单元包括带孔密封壳以及装设在带孔密封壳内的若干富氢水瓷球。该实用新型通过第一级、第二级过滤，再利用富氢水瓷球对水进行氢化，实现水素水生产。
目前市面上的富氢水制备方法或设备都存在比较复杂，成本高昂的问题，电气石作为基材,也存在团聚结块现象,影响到陶瓷滤芯的使用效果。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种富氢水陶瓷滤芯的合成方法。
一种富氢水陶瓷滤芯的合成方法，按照以下方案进行制备：
步骤一、按照质量份数，将20-50份的锗石粉，10-30份的电气石粉、10-20份的羧基化双壁碳纳米管和25-35份的白云石粉混合研磨5-10h，构成材料的基材粉体；再加入0.3-3份的甘氨酸硒、0.03-0.8份的羟基磷灰石纳米线、4-10份的硬脂酸, 80-120℃混合2-5小时; 得到活化基材粉体;
步骤二、按照质量份数，将10-15份的金属镁粉、5-10份的KDF合金粉末混合研磨5-10h，构成材料的富氢粉体；
步骤三、按照质量份数，将70-80份的活化基材粉体和1-5份的二氧化钛纳米线以加入到混料机中，混合3-8h，然后加入60-70份的纯化水和5-10份的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、3-9份的柿单宁到混料机中，继续混合1-5h，得到预混料；
步骤四、将预混料倒入到冲压机中成型，然后在180-300℃下加热60-180min，在500-550℃焙烧2-5h，1150-1250焙烧2-4h，冷却至室温，破碎至粉体粒径＜300μm，与10-25份富氢粉体, 5-12份的水稻秸秆粉末、3-9份的β-环糊精混合均匀后倒入到冲压机中成型，然后在氢气氛围内180-240℃下加热2-5小时，水洗,烘干,得到所述的一种多孔陶瓷材料，即为富氢水陶瓷滤芯。
所述的基材粉体的粉体粒径＜300μm。
所述的富氢粉体的粉体粒径＜500μm。
所述的水稻秸秆粉末粒径＜30目。
所述的富氢水陶瓷滤芯通70-80℃的热水浸泡5-10min饮用为最佳效果。
柿单宁含有丰富的酚羟基。可以和羧基化双壁碳纳米管的羧基发生反应，羟基磷灰石纳米线的羟基也可以与硬脂酸和甘氨酸硒，油脂肪酸二乙醇酰胺，羧基化双壁碳纳米管的羧基反应，因此，各组分在焙烧前充分结合，羧基化双壁碳纳米管分布的更加均匀；使羟基磷灰石纳米线和羧基化双壁碳纳米管在陶瓷材料中相互交织缠绕构成类似织物的结构，焙烧后得到的陶瓷中微孔更加均匀，过滤效率得到保证；本发明得到的多孔陶瓷材料具有高通量和优异的力学性能；硒元素在多孔陶瓷材料中分布均匀。
羟基磷灰石纳米线和羧基化双壁碳纳米管结合物具有很好的储氢效果，可以将镁粉于水反应生成的氢储存起来一部分，使氢的释放速率减缓，因此可以保持氢浓度稳定一定的时间。使富氢效果长期稳定。
本发明方法公开的一种富氢水陶瓷滤芯的合成方法，本发明制备一种富氢水陶瓷滤芯，采用了多种天然材料经过提取物配制而成，含有大量的富氢元素；具有选择性抗氧化作用，所制备的富氢水具有负电位，可提高人体免疫力；富含矿物质、负氢离子，可以移除细胞内活性氧，特别是烃氧基；富氢水同时具有弱碱性；具有很强的活化性和渗透力，而且强溶解力，强扩散力，水的含氧量高，能给组织细胞带来更多的氧。
水稻秸秆内部有独特的毛细内腔和多级微纳结构的壁面，由水稻秸秆制成的富氢水陶瓷滤芯具备独特的无障碍汲水通道，具有良好的应用普适性，并且利用的是废弃生物质原材料，更具环保意义。
本方法能够简单而又廉价的制造富氢水。本发明样品水样中砷，铅，汞，锰以及六价铬的含量都符合标准值，水中含有氢的浓度越高，耗氧量越高，实施例中耗氧量（以O2计）可达0.91mg/L。
附图说明
图1为实施例1富氢水陶瓷滤芯样品的照片。
图2为实施例1富氢水陶瓷滤芯样品放大1万倍的透射电子显微镜TEM照片。
具体实施方式
取30g样品，包含一块圆形片材和部分小颗粒，用自来水将样品冲洗30min，然后用纯水冲洗几次。将样品浸泡于3L实验浸泡水中，25±5℃避光24±1h，取水样检测，同时检测空白对照水样。
样品水样的色度、浑浊度、臭味、肉眼可见物等感官性状和物理指标按照GBT5750.4-2006的标准检测，耗氧量按照GBT5750.4-2006中CODMn法，以氧气计算测定，砷，铅，汞，锰按照GBT5750.4-2006中电感耦合等离子体质谱法检测，六价铬按照GBT5750.4-2006中金属指标方法检测。空白对照水样中砷，铅，汞，锰以及六价铬的含量都符合标准值，色度小于5个铂钴色度单位，pH值为8.54，溶解性固体总量为180mg/L，耗氧量（以O2计）为0.25mg/L。
水中含有氢的浓度越高，耗氧量越高。
下面通过具体实施例对该发明作进一步说明：
实施例1
一种富氢水陶瓷滤芯的合成方法，按照以下方案进行制备：
步骤一、按照质量份数，将41份的锗石粉，16份的电气石粉、12份的羧基化双壁碳纳米管和27份的白云石粉混合研磨6h，构成材料的基材粉体；再加入1份的甘氨酸硒、0.07份的羟基磷灰石纳米线、6份的硬脂酸, 90℃混合4小时; 得到活化基材粉体;
步骤二、按照质量份数，将12份的金属镁粉、8份的KDF合金粉末混合研磨7h，构成材料的富氢粉体；
步骤三、按照质量份数，将75份的活化基材粉体和2份的二氧化钛纳米线加入到混料机中，混合5h，然后加入65份的纯化水和7份的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、7份的柿单宁；继续混合2h，得到预混料；
步骤四、将预混料倒入到冲压机中成型，然后在220℃下加热90min，在520℃焙烧3h，1180℃焙烧3h，冷却至室温，破碎至粉体粒径＜300μm，与18份富氢粉体, 8份的水稻秸秆粉末、6份的β-环糊精混合均匀后倒入到冲压机中成型，然后在氢气氛围内190℃下加热3小时，水洗,烘干,得到所述的一种富氢水陶瓷滤芯。
所述的基材粉体的粉体粒径＜300μm。
所述的富氢粉体的粉体粒径＜500μm。
样品水样中砷，铅，汞，锰以及六价铬的含量都符合标准值，样品色度小于5个铂钴色度单位，样品pH值为8.61，溶解性固体总量为185mg/L，耗氧量（以O2计）为0.82mg/L。检测结果见表1，滤芯使用30天后，耗氧量（以O2计）为0.76mg/L。
表1 富氢水陶瓷滤芯浸泡水检测数据一览表：
实施例2
一种富氢水陶瓷滤芯的合成方法，按照以下方案进行制备：
步骤一、按照质量份数，将20份的锗石粉，10份的电气石粉、10份的羧基化双壁碳纳米管和25份的白云石粉混合研磨5h，构成材料的基材粉体；再加入0.3份的甘氨酸硒、0.03份的羟基磷灰石纳米线、4份的硬脂酸, 80℃混合2小时; 得到活化基材粉体;
步骤二、按照质量份数，将10份的金属镁粉、5份的KDF合金粉末混合研磨5h，构成材料的富氢粉体；
步骤三、按照质量份数，将70份的活化基材粉体和1份的二氧化钛纳米线以加入到混料机中，混合3h，然后加入60份的纯化水和5份的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、3份的柿单宁继续混合1h，得到预混料；
步骤四、将预混料倒入到冲压机中成型，然后在180℃下加热60min，在500℃焙烧2h，1150℃焙烧2h，冷却至室温，破碎至粉体粒径＜300μm，与10份富氢粉体, 5份的水稻秸秆粉末、3份的β-环糊精混合均匀后倒入到冲压机中成型，然后在氢气氛围内180℃下加热2小时，水洗,烘干,得到所述的一种富氢水陶瓷滤芯。
所述的基材粉体的粉体粒径＜300μm。
所述的富氢粉体的粉体粒径＜500μm。
样品水样中砷，铅，汞，锰以及六价铬的含量都符合标准值，样品色度小于5个铂钴色度单位，样品pH值为8.65，溶解性固体总量为182mg/L，耗氧量（以O2计）为0.75mg/L。
实施例3
一种富氢水陶瓷滤芯的合成方法，按照以下方案进行制备：
步骤一、按照质量份数，将50份的锗石粉，30份的电气石粉、20份的羧基化双壁碳纳米管和35份的白云石粉混合研磨10h，构成材料的基材粉体；再加入3份的甘氨酸硒、0.8份的羟基磷灰石纳米线、10份的硬脂酸, 120℃混合5小时; 得到活化基材粉体;
步骤二、按照质量份数，将15份的金属镁粉、10份的KDF合金粉末混合研磨10h，构成材料的富氢粉体；
步骤三、按照质量份数，将80份的活化基材粉体和5份的二氧化钛纳米线以加入到混料机中，混合8h，然后加入70份的纯化水和10份的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、9份的柿单宁到混料机中，继续混合5h，得到预混料；
步骤四、将预混料倒入到冲压机中成型，然后在300℃下加热180min，在550℃焙烧5h，1250℃焙烧4h，冷却至室温，破碎至粉体粒径＜300μm，与25份富氢粉体, 12份的水稻秸秆粉末、9份的β-环糊精混合均匀后倒入到冲压机中成型，然后在氢气氛围内240℃下加热5小时，水洗,烘干,得到所述的一种富氢水陶瓷滤芯。
所述的基材粉体的粉体粒径＜300μm。
所述的富氢粉体的粉体粒径＜500μm。
样品水样中砷，铅，汞，锰以及六价铬的含量都符合标准值，样品色度小于5个铂钴色度单位，样品pH值为8.67，溶解性固体总量为188mg/L，耗氧量（以O2计）为0.99mg/L。
实施例4
一种富氢水陶瓷滤芯的合成方法，按照以下方案进行制备：
步骤一、按照质量份数，将20份的锗石粉，30份的电气石粉、10份的羧基化双壁碳纳米管和35份的白云石粉混合研磨5h，构成材料的基材粉体；再加入3份的甘氨酸硒、0.03份的羟基磷灰石纳米线、10份的硬脂酸, 80℃混合5小时;得到活化基材粉体;
步骤二、按照质量份数，将10份的金属镁粉、10份的KDF合金粉末混合研磨5h，构成材料的富氢粉体；
步骤三、按照质量份数，将70份的活化基材粉体和5份的二氧化钛纳米线加入到混料机中，混合3h，然后加入60份的纯化水和10份的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、9份的柿单宁到混料机中，继续混合1h，得到预混料；
步骤四、将预混料倒入到冲压机中成型，然后在180℃下加热180min，在500℃焙烧5h，1150-1250℃焙烧2h，冷却至室温，破碎至粉体粒径＜300μm，与10份富氢粉体, 12份的水稻秸秆粉末、3份的β-环糊精混合均匀后倒入到冲压机中成型，然后在氢气氛围内240℃下加热2小时，水洗,烘干,得到所述的一种富氢水陶瓷滤芯。
所述的基材粉体的粉体粒径＜300μm。
所述的富氢粉体的粉体粒径＜500μm。
样品水样中砷，铅，汞，锰以及六价铬的含量都符合标准值，样品色度小于5个铂钴色度单位，样品pH值为8.74，溶解性固体总量为186mg/L，耗氧量（以O2计）为0.91mg/L。
对比例1
不加金属镁粉，其它同实施例1。
样品水样中砷，铅，汞，锰以及六价铬的含量都符合标准值，样品色度小于5个铂钴色度单位，耗氧量（以O2计）为0.46mg/L。
对比例2
不加KDF合金粉末，其它同实施例1。
样品水样中砷，铅，汞，锰以及六价铬的含量都符合标准值，样品色度小于5个铂钴色度单位，耗氧量（以O2计）为0.48mg/L。
对比例3
不加活化基材粉体，使用未活化基材粉体,其它同实施例1。
耗氧量（以O2计）为0.54mg/L。
对比例4
不加柿单宁，其它同实施例1。
耗氧量（以O2计）为0.64mg/L。
对比例5
不加椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，其它同实施例1。
耗氧量（以O2计）为0.67mg/L。
对比例6
不加水稻秸秆粉末，其它同实施例1。
耗氧量（以O2计）为0.69mg/L。
对比例7
不加羟基磷灰石纳米线，其它同实施例1。
耗氧量（以O2计）为0.57mg/L。
对比例8
不加羧基化双壁碳纳米管，其它同实施例1。滤芯使用30天后，耗氧量（以O2计）为0.35mg/L。
Claims (4)
1.一种富氢水陶瓷滤芯的合成方法，按照以下方案进行制备：
步骤一、按照质量份数，将20-50份的锗石粉，10-30份的电气石粉、10-20份的羧基化双壁碳纳米管和25-35份的白云石粉混合研磨5-10h，构成材料的基材粉体；再加入0.3-3份的甘氨酸硒、0.03-0.8份的羟基磷灰石纳米线、4-10份的硬脂酸, 80-120℃混合2-5小时; 得到活化基材粉体;
步骤二、按照质量份数，将10-15份的金属镁粉、5-10份的KDF合金粉末混合研磨5-10h，构成材料的富氢粉体；
步骤三、按照质量份数，将70-80份的活化基材粉体和1-5份的二氧化钛纳米线以加入到混料机中，混合3-8h，然后加入60-70份的纯化水和5-10份的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，3-9份的柿单宁到混料机中，继续混合1-5h，得到预混料；
步骤四、将预混料倒入到冲压机中成型，然后在180-300℃下加热60-180min，在500-550℃焙烧2-5h，1150-1250焙烧2-4h，冷却至室温，破碎至粉体粒径＜300μm，与10-25份富氢粉体, 5-12份的水稻秸秆粉末、3-9份的β-环糊精混合均匀后倒入到冲压机中成型，然后在氢气氛围内180-240℃下加热2-5小时，水洗,烘干,得到所述的一种富氢水陶瓷滤芯。
2.根据权利要求1所述的一种富氢水陶瓷滤芯的合成方法，其特征在于：所述的基材粉体的粉体粒径＜300μm。
3.根据权利要求1所述的一种富氢水陶瓷滤芯的合成方法，其特征在于：所述的富氢粉体的粉体粒径＜500μm。
4.根据权利要求1所述的一种富氢水陶瓷滤芯的合成方法，其特征在于：所述的富氢水陶瓷滤芯通70-80℃的热水浸泡5-10min饮用为最佳效果。
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