CN111364067A - 一种制备纳米金属的电解池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种制备纳米金属的电解池，所述电解池包括电解槽、阴极、阳极和电解液，所述电解液包括溶剂，所述溶剂中包含10‑90体积％的H离子；所述电解液中还包括铜盐、铬盐或锰盐；所述电解液中含有铜盐，所述溶剂中至少包含硫酸为180‑200g/L；所述电解液中含有铜盐，所述溶剂至少包含体积分数为10‑20％的硫酸；所述溶剂中至少包含过硫酸离子0.5‑0.8kg/L；所述阴极或阳极中至少有含铜的板材或线材；所述电解池中电解液反应温度为室温至70℃，反应时间小于30分钟。本发明工艺流程简单，成本相对较低，能增强人体免疫力，能耗低，且易于控制，对环境污染小等优点。

Description

一种制备纳米金属的电解池
技术领域
本发明涉及电化学冶金与新材料制备技术领域，具体为一种制备纳米金属的电解池。
背景技术
由于纳米材料的表面效应和量子尺寸效应的存在，使得其在光吸收、声学、低温顺磁性以及机械和化学性质等方面都与块体材料有着明显的区别，因而，纳米材料研究和应用得到快速发展。
研究表明，纳米金属对人体的免疫力提高大有益处，科学家发现“如果我们大量摄入金属氧化物，可能很危险，但若是在纳米级且在受控、安全的浓度下，它们实际上是有益的。”。
人类从分子生物学时代以来，战胜了许多细菌，发明了许多药物，但是这些药物大都是分子生物学的产物，对于应对微米级的细菌，起到了很好的作用，而当我们面对纳米级的病毒时往往束手无策，对于SARS, 新冠病毒，便显得无以对付，这可能与我们所存在的药物，大多都是大分子，聚分子，聚合物有关，而中药相对来说比较有疗效，可能与中药一般是用水煎熬的，其水溶液汤剂中，可能存在纳米级的药物成分，对待纳米级的病毒就可能更有疗效。金属微量元素可以提高人体的免疫力，纳米级的金属微量元素则更能被人体吸收，以增强人体的免疫力，被吸收的纳米级的金属元素，或许能更容易参与人体细胞，病毒，细菌的反应，对于SARS等纳米级的病毒或许能够起到抑制作用或辅助治疗作用，如果这个机理存在，那么，纳米级的金属微量元素对于以后可能还会遇到的变异的类似病毒也能起到抑制作用或辅助治疗作用。
制备纳米金属的方法可以归纳为机械法，物理法和化学法。机械法主要是通过借助机械力将大块料金属破碎成小粒径粉末金属的方法。目前广泛使用的机械法是球磨法，此方法具有产出量大，操作简单的优点。但是其不足之处是制得的金属或者合金不利于后期筛选分离工作。
资料显示，奥氏体不锈钢电解着黑色的主要化学成分是含有铬、铁、锰、镍等元素，主要是不锈钢极板中的铬，铁、镍、锰等元素，参与了电极反应，从不锈钢电解着色膜的俄歇电子能谱分析结果中可以看到(图1)。显示奥氏体不锈钢电解着彩色的主要原因可能是膜层中化学组成不同引起的。(表1)
表1.试样膜层元素相对含量(原子分数，％)
Figure BDA0002446883970000011
Figure BDA0002446883970000021
国际镍公司因科法的专利，用着色电位差控制颜色，可以根据此原理来设计一种纳米金属制备方法来改善人体的免疫力。
发明内容
为解决以上现有问题，本发明提供一种制备纳米金属的电解池。本发明通过以下技术方案实现。
一种制备纳米金属的电解池，所述电解池包括电解槽、阴极、阳极和电解液，所述电解液包括溶剂，所述溶剂中包含10-90体积％的H离子；所述电解液中还包括铜盐、铬盐或锰盐。
优选的，所述电解液中含有铜盐，所述溶剂中至少包含硫酸为180-200g/L。
更优选的，所述电解液中含有铜盐，所述溶剂至少包含体积分数为10-20％的硫酸。
作为另外一种实施方式，优选的，所述溶剂中至少包含过过硫酸铵20-40kg/L。
更优选的，所述阴极或阳极中至少有含铜的板材或线材。
作为另外一种实施方式，优选的，所述溶剂中至少包含体积分数为30-50％的硫酸或磷酸，所述溶剂中至少包含糖精1-5g/L。
优选的，所述电解液中至少包含铬盐10-40g/L或锰离子10-20g/L，所述阴极或阳极至少有含304不锈钢的板材或线材。
更优选的，阴阳极至少含有280目304不锈钢丝网布材。
更优选的，所述溶剂中至少包含硼酸10-20g/L。
最优选的，所述电解池中电解液反应温度为室温至70℃，反应时间小于30分钟。
本发明的有益效果：
本发明一种制备纳米金属的电解池一般的电解金属过程，都有可能产生纳米金属元素。根据布朗运动原理，在上述溶液的反应过程中，一定有纳米级的金属元素逸出槽液，流散于空间。人体在这个空间中，就有可能通过呼吸，甚至皮肤吸收到纳米级的金属微量元素。这个纳米级的金属微量元素，正是人体所必须的，流散于空间的金属微量元素，一般浓度不高，而人体也不能吸收很多的金属微量元素，这样的环境对于人体吸收纳米级的金属微量元素正好合适，而且可以通过控制时间，溶液难度，空间状况，反应激烈程度，反应状态等等，来控制人体吸收的有效性和安全性。
本发明一种制备纳米金属的电解池电沉积法制备纳米金属粉因具有工艺流程简单，成本相对较低，产品能增强组织细胞活力、机体免疫力、抵抗疾病的能力，强身健体益寿，能耗低，且易于控制，对环境污染小等优点。
附图说明
图1为现有技术中1Cr17不锈钢电解着色膜的俄歇电子能谱分析结果；
图2是无电氧化还原自电解反应获得空气成分纳米金属微量元素与时间的关系图
图3是电解电镀反应空间获得空气成分纳米铜金属微量元素与时间的关系图；
图4是本发明技术方案电解方法空间获得纳米铜微量元素与时间的关系图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作更为详细、完整的说明。
具体实施例
通过电解不锈钢溶液获得纳米微量金属元素
电解液，上述电解液1、6、7、9和10分别包含着活化液和着色液，电极样本材料为280目304不锈钢金属丝网。
通过对280目304不锈钢丝网的电解，我们获得了均匀的颜色，包括黑色，彩色等颜色，结合力好，颜色膜无盲点，无白点，颜色均匀分布。可以推测，在280目的304不锈钢金属丝网上获得的金属属于纳米级的金属元素，其中，黑色重现性稳定，彩色重现性略次。
根据对电解时间调节，主要是对阴极阳极的面积比，以及极性的调节，来获得不同的效果，304不锈钢中含有金属铬等金属微量元素，通过不同的方式获得不同的色彩，而从已有的资料中得知，不同的颜色，有不同金属成分参与反应，所以，通过微米级的不锈钢丝网的电解着色，可以推定，能够获得纳米级的金属元素，而根据布朗运动原理，在电解槽附近一定存在纳米级的金属元素，而这些金属元素对于人体来说，只需要微量，而空间的微量元素可能正好符合人体所需要的量，通过控制时间，空间可以获得人体所需的金属微量元素的安全剂量。根据不同的颜色，可以分析出，金属元素的不同含量，从而使人体获得不同的纳米级金属微量元素。
有资料显示，糖尿病或许和人体缺乏铬元素有关，也可以从这个过程中获得。而一般情况，人体也可以通过这个过程获得亚健康等情况所需要的金属微量元素，平时通过对量的控制，也能获得人体所需要的金属微量元素。不锈钢电解所获得的纳米级金属微量元素是多成分的，但都是人体所必须的，通过空间获得纳米金属微量元素，则更容易吸收，更能获得人体的安全剂量。
表(2)是获得各种颜色的实验和产品数据。
表2. 280目304不锈钢着色工艺条件
Figure BDA0002446883970000041
图2是无电氧化还原自电解反应获得空气成分纳米金属微量元素与时间的关系图。
通过电解铜溶液获得纳米铜金属微量元素
医学上认为，心肺疾病可能与人体缺乏铜元素有关，上述电解液1和2和10，是能够获得纳米铜的电解液，从实验和产品中，当铜离子浓度过高，氢离子浓度过低，对微米级的铜孔无穿透力，而降低铜离子浓度，提高氢离子浓度，则能够穿透微米级的铜孔，获得纳米级的铜金属微量元素，对心肺等慢性疾病有辅助治疗作用，对一般人体需要补充铜元素，则更容易吸收，而从空间获得金属微量元素，则更能控制剂量，从而能够获得人体所需的安全剂量。
图3是电解电镀反应空间获得空气成分纳米铜金属微量元素与时间的关系图。
通过化学方法获得纳米铜金属微量元素
上述电解液1、3、4和10是通过化学方法获得的纳米金属铜，这是一般电镀铜或化学镀铜的粗化液，粗化不好会引起分层，粗化好的话，电镀和化学镀铜能够穿透微米级的孔，其表面也可能是纳米级的沉降，才不会分层，所以，这个过程在空间也能产生纳米铜金属微量元素，通过搅拌的话，金属元素逸出会更多点。当然，一般的镀铜粗化液可能都会有纳米金属铜元素，化学镀铜液也会产生纳米金属铜，只是有些化学镀铜液里有有毒成分，所以不予推荐。
图4是本发明技术方案电解方法空间获得纳米铜微量元素与时间的关系图。
表(2)是获得各种颜色的实验和产品数据。
再具体的使用过程中，人离电解槽不大于2m，效果最佳。
显然，所描述的实施例仅是本发明的个别实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种制备纳米金属的电解池，所述电解池包括电解槽、阴极、阳极和电解液，其特征在于：
所述电解液包括溶剂，所述溶剂中包含10-90体积％的H离子；
所述电解液中还包括铜盐、铬盐或锰盐。
2.根据权利要求1所述的一种制备纳米金属的电解池，其特征在于：所述电解液中含有铜盐，所述溶剂中至少包含硫酸为180-200g/L。
3.根据权利要求1所述的一种制备纳米金属的电解池，其特征在于：所述电解液中含有铜盐，所述溶剂至少包含体积分数为10-20％的硫酸。
4.根据权利要求3所述的一种制备纳米金属的电解池，其特征在于：所述溶剂中至少包含过硫酸离子0.5-0.8kg/L。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种制备纳米金属的电解池，其特征在于：所述阴极或阳极中至少有含铜的板材或线材。
6.根据权利要求1所述的一种制备纳米金属的电解池，其特征在于：所述溶剂中至少包含体积分数为30-50％的硫酸或磷酸，所述溶剂中至少包含糖精1-5g/L。
7.根据权利要求6所述的一种制备纳米金属的电解池，其特征在于：所述电解液中至少包含铬盐10-40g/L或锰离子10-20g/L，所述阴极或阳极至少有含304不锈钢的板材或线材。
8.根据权利要求7所述的一种制备纳米金属的电解池，其特征在于：阴阳极至少含有280目304不锈钢丝网布材。
9.根据权利要求1或6所述的一种制备纳米金属的电解池，其特征在于：所述溶剂中至少包含硼酸10-20g/L。
10.根据权利要求1所述的一种制备纳米金属的电解池，其特征在于：所述电解池中电解液反应温度为室温至70℃，反应时间小于30分钟。
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