CN113426312A - 含氢溶液、含氢溶液的制造方法、含氢溶液的制造装置、及活体用氢生成材料 - Google Patents

Abstract

在乙醇中将硅细颗粒粉碎而得到硅细纳米颗粒及/或其一部分成为聚集体者，使其接触过氧化氢溶液之后，通过与水或水溶液接触而生成氢，而得到在所述水或所述水溶液中具有预定的受控制的氢浓度的含氢溶液或富氢水。在此含氢溶液或富氢水的制造中，将硅细颗粒作为起始材料，可以安全并有效地制造包含具有实用性的浓度与量的溶解氢的富氢水。因此，不但能有效利用硅细颗粒，对环境保护产生贡献，而且特别是在健康与医疗领域对有效提高氢生成材料及富氢水的活体安全性或大幅削减制造成本上作出贡献。

Description

含氢溶液、含氢溶液的制造方法、含氢溶液的制造装置、及活 体用氢生成材料

本申请是申请日为2017年7月13日、申请号为2017800518629、发明创造名称为“含氢溶液、含氢溶液的制造方法、含氢溶液的制造装置、及活体用氢生成材料”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种含氢溶液、含氢溶液的制造方法、及含氢溶液的制造装置、或富氢水、富氢水的制造方法、及富氢水的制造装置、与活体用氢生成材料。

背景技术

使氢溶解于水中而得到的富氢水必需具有1ppm以上的溶解氢浓度。由于通过利用富氢水可以除去活性氧，因此在健康饮用水、洗脸水、入浴水、医疗领域或电子元件的洗净水、或植物的促进生长水等多方面的利用都逐步进行中。一般而言，作为富氢水的制造技术或制造装置，是通过将氢气体导入水中，或是进行水的电解法(例如，专利文献1)。

此外，本发明人针对通过硅纳米颗粒的水的分解与氢浓度做了研究，并公开其结果(非专利文献1、专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开第2006至95389号公报

专利文献2：日本特开第2016至155118号公报

非专利文献

非专利文献1：松田真辅等，通过硅纳米颗粒的水的分解与氢浓度，第62次应用物理学会春季学术演讲会演讲预印本，2015，11a至A27至6

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，在专利文献1所揭露的富氢水的制造技术中，需要直接导入氢气体的过程，其控制及处理上有问题。此外，目前市场需求为使用低成本且对活体及活体内的安全性高的氢生成材料、就地(on site)简便的富氢水、其制造方法及其制造装置。

本发明解决至少一个上述技术问题，有效利用微小的硅颗粒，通过meb具有优异的安全性、经济性、及工业性的制造方法生成氢，对于简单且安全的含氢溶液、含氢溶液的制造方法、及含氢溶液的制造装置、或富氢水、富氢水的制造方法、及富氢水的制造装置的实现作出大的贡献。

本发明人注目于半导体或发光元件中硅细颗粒的有效利用而进行了研究。另一方面，针对从所述硅细颗粒制造具有优异的实用性及工业性的氢的技术，做了深入研究。其结果为，发现了即使在室温的温和的条件下，将低成本且安全的材料的微小硅颗粒分散于水中，可以从水中生成氢，并发现使氢溶解于水中，可以实现具有受控制的氢浓度的富氢水。

本发明是基于上述观点而创作者。

解决技术问题的技术手段

本发明的一种含氢溶液是将通过硅细纳米颗粒及/或所述硅细纳米颗粒的聚集体与水或水溶液接触所生成的氢溶解在上述水或上述水溶液之中，其中硅细纳米颗粒及/或上述聚集体是在乙醇中将硅细颗粒粉碎并使得到的硅细纳米颗粒及/或所述上述聚集体与过氧化氢溶液接触。

又，本发明的一种活体用氢生成材料包含：使在乙醇中将硅细颗粒粉碎所得到的硅细纳米颗粒及/或所述硅细纳米颗粒的聚集体与过氧化氢溶液接触的上述硅细纳米颗粒及/或上述聚集体。

又，本发明的一种含氢溶液的制造方法包含以下各工艺：通过在乙醇中将硅细颗粒粉碎以形成硅细纳米颗粒及/或所述硅细纳米颗粒的聚集体的工艺；过氧化氢溶液处理工艺，使上述硅细纳米颗粒及/或上述聚集体与过氧化氢溶液接触；及溶解工艺，在上述过氧化氢溶液处理工艺之后，将通过使上述硅细纳米颗粒及/或上述聚集体与水或水溶液接触而生成的氢溶解在上述水或上述水溶液之中。

又，本发明的一种含氢溶液的制造装置具有：粉碎部，通过在乙醇中将硅细颗粒粉碎以形成硅细纳米颗粒及/或所述硅细纳米颗粒的聚集体；过氧化氢溶液处理部，使上述硅细纳米颗粒及/或上述聚集体与过氧化氢溶液接触；及溶解处理部，将通过使与上述过氧化氢溶液接触的上述硅细纳米颗粒及/或上述聚集体与水或水溶液接触所生成的氢溶解在上述水或上述水溶液之中。

又，本发明的一种富氢水，其中使硅细颗粒、或者将上述硅细颗粒进一步粉碎的硅细颗粒(以下称为“硅细纳米颗粒”)及/或所述硅细纳米颗粒的聚集体接触及/或分散于水中以生成氢，且使上述氢直接溶解在上述水中并密封在容器中。

本发明的一种富氢水的制造装置包含：粉碎部，用以形成硅细颗粒或将上述硅细颗粒进一步粉碎的硅细纳米颗粒；及富氢水生成部，使上述硅细纳米颗粒及/或其聚集体接触或分散于水或水溶液内，以直接使氢溶解于上述水中并密封以制造富氢水。

通过此富氢水的制造装置，使硅细纳米颗粒及/或其聚集体在密封容器中接触或者分散于水或水溶液中，可以高准确性、低成本、且安全地就地制造具有足够实用性的氢浓度与量的富氢水。通过此富氢水的制造装置，可以大幅提高富氢水的制造的工业生产性。

又，本发明的一种富氢水的制造方法包含：粉碎工艺，形成硅细颗粒；及富氢水的生成工艺，使硅细纳米颗粒及/或其聚集体接触或者分散于水或水溶液以生成氢，并使所述氢溶解于所述水中并密封。

通过此富氢水的制造方法，将硅细颗粒作为起始材料，可以制造具有足够实用性的氢浓度与量的富氢水。又，此富氢水的制造方法不仅有效利用硅细纳米颗粒，对环境保护做出大的贡献，也能做为饮用水等。通过此富氢水的制造方法，可以大幅削减富氢水的制造成本，与大幅提高工业生产性。

又，在本发明的一种富氢水的制造中使用的硅细纳米颗粒及/或其聚集体是微晶直径的分布为100nm(纳米)以下，较佳为50nm以下的范围。采用此范围适合于生成富氢水，即，在水中生成氢，使所述氢溶解在所述水中，并密封于容器中。

此外，在硅细纳米颗粒之中，以进行过化学处理(代表性处理为后述的各实施形态中的通过氟酸水溶液及/或氟化铵水溶液的氧化膜的除去处理)者为适合作为富氢水制造用硅细纳米颗粒的一例。又，本发明的一种富氢水的制造方法包含形成硅细纳米颗粒的粉碎工艺。

此外，在硅细纳米颗粒之中，以进行过化学处理(代表性的有后述的各实施形态中的通过过氧化氢溶液的加热处理)者为适合作为在活体及活体内的富氢水制造用硅细纳米颗粒的一例，本发明的一种含氢溶液或富氢水的制造方法为了形成硅细纳米颗粒，包含在乙醇中的粉碎工艺。

通过上述富氢水制造用的硅细纳米颗粒及其制造方法，提供硅细纳米颗粒及/或其聚集体，作为有效地制造具有足够实用性的氢浓度与量的富氢水的具有活体安全性的材料。

发明效果

通过本发明的一种含氢溶液或富氢水的制造装置、及本发明的一种含氢溶液或富氢水的制造方法，硅细纳米颗粒作为生成含氢溶液或富氢水的起始材料，被利用在高准确性、低成本、且安全地、就地制造具有足够实用性的氢浓度与量的含氢溶液或富氢水。因此，可以有效利用硅细纳米颗粒及/或其聚集体，不仅对环境保护或活体安全性做出贡献，也对含氢溶液或富氢水的制造成本的大幅削减做出贡献。

附图说明

图1是显示实施例中的一阶段粉碎后的硅细纳米颗粒的结晶结构例的断面TEM(穿透式电子显微镜)照片图。

图2是针对个别的硅细纳米颗粒扩大后的TEM照片。

图3是在实施例的一阶段粉碎得到的硅细纳米颗粒的通过X光绕射装置(XRD)的微晶直径分布图。

图4是在实施例的二阶段粉碎得到的硅细纳米颗粒的通过XRD的微晶直径分布图。

图5是在实施例得到的含氢溶液或富氢水中的溶解氢浓度特性图。

图6是在实施例得到的含氢溶液或富氢水中的溶解氢浓度特性图。

图7是在实施例得到的含氢溶液或富氢水中的溶解氢浓度特性图。

图8是在实施例得到的含氢溶液或富氢水中的溶解氢浓度特性图。

图9(a)是在其他的实施例得到的含氢溶液或富氢水中的溶解氢浓度特性图。

图9(b)是在其他的实施例得到的含氢溶液或富氢水中的换算成每1g硅(Si)的氢生成量特性图。

具体实施方式

[实施例1]

基于添附的图式详细说明本发明的实施形态。

本实施形态的硅细颗粒的一例为，市售的高纯度硅粉末(也称为“高纯度Si粉末”)(例如，高纯度化学研究所公司制造，

纯度99.9％，i型硅)。又，本实施形态的硅细纳米颗粒的一例为，以所述高纯度硅粉末作为起始材料，通过珠磨法将所述高纯度硅粉末微小化。在密闭容器内，使硅细颗粒或硅细纳米颗粒与复数种类的水溶液接触。此外，所述水溶液的一例为混合了pH値为8的弱碱性硼酸钾缓冲溶液的水溶液，所述水溶液的另一例为pH値为7的超纯水。又，所述水溶液的再另一例为pH値为7.1至7.3的标准自来水。在密闭容器内，使各水溶液分别接触硅细颗粒或硅细纳米颗粒。

此外，上述硅细纳米颗粒是，使用珠磨装置(AIMEX股份公司制造:RMB型批式Ready研磨机)，将高纯度硅粉末15g分散到99％以上的异丙醇(IPA)300ml中，加入

0.5μm的氧化锆制小珠(容量300ml)，以旋转数2500rpm进行粉碎(一阶段粉碎)4小时。其结果为，通过X光绕射装置(XRD)的测量，得到平均微晶直径(体积分布)为20.0nm的硅细纳米颗粒。再使用

0.3mm的氧化锆制小珠(容量300ml)，对上述硅细纳米颗粒以旋转数2500rpm进行粉碎(二阶段粉碎)4小时，通过XRD的测量，得到平均微晶直径(体积分布)为10.9nm的硅细纳米颗粒。

图1为显示本实施例中的珠磨机的一阶段粉碎工艺后得到的硅细纳米颗粒的结晶结构例的断面TEM(穿透式电子显微镜)照片。图1显示由于硅细纳米颗粒的一部分凝聚，而形成不定形的约0.5μm以下的稍大的细颗粒的状态。又，图2是针对个别的硅细纳米颗粒扩大后的TEM照片。如图2中以白线包围的区域所示，可以确认约5nm至10nm的大小的硅细纳米颗粒。又，可以确认此硅细纳米颗粒具有结晶性((111)面)。外观为不定形的形状，可见到一部分为硅细纳米颗粒的聚集体。虽然未图示，然而通过二阶段粉碎后的TEM照片的分析，得到具有一阶段粉碎后的约1/2左右以下的结晶性((111)面)的硅细纳米颗粒。

图3为显示使用X光绕射装置(股份公司Rigaku，产品名“SmartLab”)进行测量及分析，作为一阶段粉碎的实施例的结果，所得到的硅细纳米颗粒的例子的微晶直径分布的结果的图。在图3中，横轴表示微晶直径(nm)，纵轴表示频率。又，实线显示个数分布基准的微晶直径分布，虚线显示体积分布基准的微晶直径分布。在个数分布中，模式直径(Modediameter)为0.29nm，中位直径(Median diameter)(50％微晶直径)为0.75nm，平均直径为1.2nm。又，在体积分布中，模式直径为4.9nm，中位直径为12.5nm，平均直径为如上所述的20.0nm。

图4为显示作为通过X光绕射装置(XRD)测量分析，作为二阶段粉碎的实施例的结果，所得到的硅细纳米颗粒的微晶直径分布的结果的图。在图4中，横轴表示微晶直径(nm)，纵轴表示频率。又，实线显示个数分布基准的微晶直径分布，虚线显示体积分布基准的微晶直径分布。如图4所示，在个数分布中，模式直径为0.14nm，中位直径(50％微晶直径)为0.37nm，平均直径为0.6nm。又，在体积分布中，模式直径为2.6nm，中位直径为6.7nm，平均直径为如上所述的10.9nm。通过所述等结果，可以知道二阶段粉碎后所得到的硅细纳米颗粒，比起一阶段粉碎，可以达成约1/2以下的微小化。通过使用上述各实施例的珠磨法的粉碎处理，确认得到了微晶直径分布在100nm以下的范围，特别是50nm以下的范围的硅细纳米颗粒。

以下详细说明使用以一阶段粉碎与二阶段粉碎所制造的硅细纳米颗粒的含氢溶液或富氢水的生成与其溶解氢浓度的控制。

上述以一阶段粉碎与二阶段粉碎所制造的包含小珠的硅细纳米颗粒可以通过下述工艺得到。具体而言，使用安装在小珠分离容器(AIMEX股份公司制造)上的SUS过滤器(在

0.5mm的小珠的情况下，过滤器使用网孔0.35mm，在

0.3mm的小珠的情况下使用网孔0.06mm)，从其上部注入异丙醇(IPA)溶液，其包含含有小珠的硅细纳米颗粒。其后，通过进行分级处理、吸引过滤、分离小珠，而得到包含硅细纳米颗粒的IPA溶液。其后，通过使用减压蒸发装置，在40℃将IPA进行蒸发处理，而得到硅细纳米颗粒。

接着，在进行与氟酸溶液接触或浸渍在氟酸溶液中的处理(以下，也单纯称为“氟酸处理”。)的情况下，追加以下的处理。将得到的硅细纳米颗粒浸渍在5％浓度的氟酸溶液中10分钟。其后，以100nm的氟树脂制的膜过滤器在大气中进行过滤处理，将硅细纳米颗粒收集在膜过滤器上，呈层状残存。将此膜过滤器上的硅细纳米颗粒置于氟树脂制烧杯上，在进行过氟酸处理的情况下，从其上滴加乙醇，以除去氟酸成分。将膜过滤器上的硅细纳米颗粒在空气中进行30分钟左右的干燥处理，而得到进行过氟酸处理的硅细纳米颗粒。

通过XPS法测量所述等硅细纳米颗粒表面的氧化硅膜厚。在未进行氟酸处理的情况下，具有膜厚为1.6nm左右的氧化硅膜。在进行过氟酸处理的情况下，氧化膜被蚀刻除去，成为0.07nm以下，几乎不具有氧化膜。

将得到的硅细纳米颗粒10mg置入容量30ml的玻璃瓶(硼硅酸玻璃，厚度1mm左右，ASONE公司制造的Laboran螺旋管瓶)，其后，投入乙醇1ml，使的分散，添加预定的水溶液约29ml，使全量成为30ml，填满到玻璃瓶的开口为止，以不让空气进入的方式盖上内盖，并盖上盖子(长1cm)，将其完全密封。盖子为聚丙烯(厚度2mm)，内盖使用聚乙烯与聚丙烯的多层过滤器制造者。通过上述结构，可以充分减缓生成的氢的穿透或泄漏。

在保持此状态之下，在室温下，在密闭的玻璃瓶中从硅细纳米颗粒逐渐生成氢，可以使具有预定浓度的氢溶解在水溶液中，而能够得到安全的含氢溶液或富氢水。

在水溶液中的溶解氢浓度的反应时间相依性的测量时，使用东亚DKK公司制造的可携式溶解氢浓度计。首先，图5中显示使用未进行氟酸处理的情况下的硅细纳米颗粒的pH値为7的超纯水的情况下的测量结果。

图5显示未粉碎高纯度硅粉末、一阶段粉碎(平均晶粒直径20.0nm)、及二阶段粉碎(平均晶粒直径10.9nm)的超纯水溶液中的溶解氢浓度的测量値。可以理解由于粒径(微晶直径)变小，硅细纳米颗粒的表面积增大，在表面上反应生成的氢增加，溶解氢浓度增加。又，随着反应时间的增加得到的溶解氢浓度增大，在400分钟(约7小时)左右的反应下，即使在超纯水中也达成了0.4ppm左右的溶解氢浓度。为了得到1ppm以上的溶解氢浓度，只要增加硅细纳米颗粒的量即可。

又，可见到水溶液中的溶解氢浓度对于水溶液的pH値也具有相依性。具体而言，很明确可见使pH値为8.0时，与超纯水相比，水溶液中的溶解氢浓度大量增加。

图6显示通过对进行过一阶段粉碎的硅细纳米颗粒(平均微晶直径20.0nm)施加氟酸处理除去氧化膜的情况下的例子(图中的三角标记)、与未施加氟酸处理的情况下的例子(图中的×标记)做比较的结果。此外，两者的水溶液的pH値均为8。

在使用进行过氟酸处理的硅细纳米颗粒的情况下，在20分钟左右达成超过1ppm、在100分钟达成超过1.4ppm的溶解氢浓度。在欲进一步缩短时间的情况下，只要增加硅细纳米颗粒的投入量即可。

又，使用日本国的标准饮用可能的自来水(pH値7.1至7.3左右)，进行一阶段粉碎，未进行氟酸处理的情况下的硅细纳米颗粒(平均微晶直径20.0nm)混合至自来水中而制造含氢溶液或富氢水。图7显示其测量値，也同时显示使用超纯水取代自来水的情况下的测量値。

如图7所示，比起混合在超纯水(pH値7.0)中时的溶解氢浓度，显示显著的增加，在200分钟左右达成了1ppm。

此外，将进行过二阶段粉碎的硅细纳米颗粒(平均微晶直径为10.9nm)混合于自来水中，制造含氢溶液或富氢水。虽然未图示，其结果为，比起使用一阶段粉碎的硅细纳米颗粒的情况的溶解氢浓度，进一步增加了1.4至1.6倍左右。

可了解能够使用自来水、未进行氟酸处理、以低成本得到安全的氢浓度1ppm以上的含氢溶液或富氢水。在欲进一步缩短时间的情况下，只要增加硅细纳米颗粒的投入量即可。

图8显示为了比较施加氟酸处理的情况与未施加氟酸处理的情况，将进行过一阶段粉碎的硅细纳米颗粒分散在超纯水(pH値7.0)中时的溶解氢浓度的经时变化的测量结果。此外，在进行过氟酸处理的情况下，尽管是相对地较短的20小时，也达成了1ppm溶解氢浓度。在未进行氟酸处理的情况下，经过160小时(1周左右)之后，达成1ppm溶解氢浓度。

从上述结果可以判断，在未进行氟酸处理的情况下，由于硅细纳米颗粒的表面存在氧化硅膜，因此硅细纳米颗粒的在超纯水中的氢生成反应，其氧化硅膜在超纯水中一边逐渐溶解，一边极缓慢地发生。其结果为，氢浓度在长时间下，一边增加一边持续，如图8所示。

[实施例2]

基于添附的图式详细说明本发明的其他的实施形态(实施例2)。

硅细纳米颗粒是如下制造，即，使用珠磨装置(AIMEX股份公司制:RMB型批式Ready研磨机)，使高纯度硅(Si)粉末(例如，高纯度化学研究所公司制造，

纯度99.9％，i型硅))60g分散在99.5wt％的乙醇250ml中，加入

0.5μm的氧化锆制小珠(容量300ml)，以旋转数2500rpm进行粉碎(一阶段粉碎)4小时。

通过本实施例中的珠磨机的一阶段粉碎工艺所得到的体积分布及硅细纳米颗粒的结晶结构，可以判断是与实施例1大略相同的结果。

以下详细说明以乙醇中的一阶段粉碎制造、使用后述的过氧化氢溶液处理后的硅细纳米颗粒的含氢溶液或富氢水的生成与其溶解氢浓度及氢生成量的控制。

上述包含通过进行乙醇中的一阶段粉碎所得到的小珠的硅细纳米颗粒可以通过以下工艺得到。具体而言，使用安装在小珠分离容器(AIMEX股份公司制)上的SUS过滤器(在

0.5mm的小珠的情况下过滤器的网孔为0.35mm，在

0.3mm的小珠的情况下使用网孔0.06mm)，从其上部注入乙醇溶液，其包含含有小珠的硅细纳米颗粒。其后，通过分级处理、吸引过滤、分离小珠，得到包含硅细纳米颗粒的乙醇溶液。其后，通过使用减压蒸发装置，在30℃至35℃下对乙醇进行蒸发处理，得到硅细纳米颗粒及/或其聚集体(以下，作为总称也称为“硅细纳米颗粒”)。

作为过氧化氢溶液处理，将得到的硅细纳米颗粒投入内含过氧化氢溶液(例如，3.5wt％，100ml)的耐热性玻璃中，进行30分钟加热处理(温度约75℃)。

把过氧化氢溶液处理后的硅细纳米颗粒移到离心管中，通过离心处理，进行固液分离，将液体丢弃，重新投入乙醇(例如，3.5％或99.5％，100ml)。其后，在乙醇中搅拌硅细纳米颗粒，进行同样的离心，进行与上述相同的处理。其后，同样地，加入与上述同量的乙醇，进行与上述同样的离心处理，而得到硅细纳米颗粒。

其后，进行自然干燥1天左右(长时间)。在经过1天左右后的状态下，可以认为乙醇及过氧化氢溶液已大略完全被除去。

又，作为上述例子的其他例子，进行过氧化氢溶液60分钟加热处理(温度约75℃)及同样的离心处理，而得到硅细颗粒。

如上所述，通过将与过氧化氢溶液混合的硅细纳米颗粒，使用已知的离心处理装置，通过固液分离处理除去过氧化氢溶液，可以得到通过过氧化氢溶液进行了表面处理的硅细纳米颗粒。此外，通过以过氧化氢溶液进行表面处理，能够除去存在硅细纳米颗粒表面上的烷基(例如，甲基)。其结果为，所述硅细纳米颗粒及其聚集体可以形成为，其整体可以保持表面的亲水性，并同时也具有可以与可包含水含有液的媒介直接接触的表面的状态。通过施加此种特殊的表面处理，能够以更高准确性促进氢的生成。

将通过上述各工艺得到的硅细纳米颗粒11mg(过氧化氢溶液处理(30分钟处理))置入容量115ml的玻璃瓶(硼硅酸玻璃厚度1mm左右，ASONE公司制造Laboran螺旋管瓶)中，使其分散，使全量成为115ml的方式添加预定的水溶液(纯水)约115ml与碳酸氢钠(符合日本药典者，投入约20g，使其成为1.88wt％，得到pH约8.3)。其后，填满到玻璃瓶的开口为止，以不让空气进入的方式盖上内盖，并盖上盖子(长1cm)，将其完全密封。盖子的材质为聚丙烯(厚度2mm)，内盖使用聚乙烯与聚丙烯的多层过滤器制造者。通过上述结构，可以充分减缓生成的氢的穿透或泄漏。硅细纳米颗粒直接以所述状态均匀地混合在水溶液的整体之中。这可以认为是由于通过过氧化氢溶液处理，硅细纳米颗粒有效地成为亲水性的缘故。换句话说，可以认为是通过过氧化氢溶液处理，在适当保持硅细颗粒表面的亲水性的同时，可以实现具有可以与所述水溶液直接接触的充分的表面积的状态。

此外，关于过氧化氢溶液处理(60分钟处理)，使用硅细纳米颗粒5mg，进行氢生成的实验。

在保持完全密封的状态下，在室温下，在密闭的玻璃瓶中从硅细纳米颗粒逐渐生成氢，可以使具有预定的浓度的氢溶解在水溶液中。因此，在实施例2中，由于没有像实施例1一样使用IPA或氟酸，因此值得特别说明的是，可以通过对活体或活体内更安全安心的药液与工程处理而得到硅细纳米颗粒及含氢溶液或富氢水。

水溶液中的溶解氢浓度的反应时间相依性的测量是使用东亚DKK公司制造的可携式溶解氢浓度计。在图9(a)中，显示使用以下三种硅细纳米颗粒时的溶解氢浓度的测量结果：未进行过氧化氢溶液处理的情况下的硅细纳米颗粒、用过氧化氢溶液处理30分钟的硅细纳米颗粒、或使用过氧化氢溶液处理60分钟的硅细纳米颗粒。又，图9(b)表示针对上述各条件，显示换算成每1g硅(Si)的氢生成量。图9(a)的纵轴表示溶解氢浓度，横轴表示反应时间(h:小时)。又，图9(b)的纵轴表示氢生成量，横轴表示反应时间(h:小时)。

如图9(a)和图9(b)所示，通过过氧化氢溶液处理，氢生成快速增大。此是由于硅细纳米颗粒成为亲水性，并均匀分散于水溶液中之故。在采用“过氧化氢溶液处理(30分钟处理)”的条件时，得到值得说明的浓度为在2小时400ppb、在4小时接近1000ppb。又，在24小时达到了2000ppb。

另一方面，在采用“过氧化氢溶液处理(60分钟处理)”的条件的情况下，氢生成量比起“过氧化氢溶液处理(30分钟处理)”的条件时低。此是由于采用“过氧化氢溶液处理(60分钟处理)”的条件，则硅细纳米颗粒的表面氧化膜比“过氧化氢溶液处理(30分钟处理)”的条件时的膜厚更厚，因此氢生成量受到抑制。此外，虽然在此未图示，然而以“过氧化氢溶液处理(15分钟处理)”的条件进行了与上述同样的实验，得到的实验结果与“过氧化氢溶液处理(30分钟处理)”的条件大略相同。在1至2分钟处理时，与无处理时为相同程度，没有得到有效的氢生成。

因此，过氧化氢溶液处理的时间以5至30分钟为适当。混合碳酸氢钠，可以相当于一般活体的小肠的pH状态，在体内产生有效的氢生成。图9(b)显示换算成每1gSi的氢生成量。纵轴表示每1gSi的氢生成量(ml)，横轴表示反应时间(h:小时)。如图9(b)所示，在过氧化氢溶液处理(30分钟处理)的条件下，可以在2小时以上持续得到极有效的氢生成量(40ml)。

从上述实验结果来看，不使用IPA或氟酸，可以制造即使使用在活体，也更安全且安心的硅细纳米颗粒，因此可以安全地在活体内使氢生成。进一步而言，使用此硅细纳米颗粒，加入已知的添加剂或食品中，可以制造活体用氢生成材料。

为了在反应时间数小时以内得到1ppm以上的溶解氢浓度，只要增加硅细纳米颗粒的量即可。

然而，作为硅细颗粒，除了高纯度硅(Si)粉末以外，利用太阳能电池级的硅基板的切割加工时所生成的硅切粉或半导体级的研磨屑，也可以生成含氢溶液或富氢水。又，不只是i型，也可以使用n型、p型。

产业上的利用可能性

本发明是可以制造具有活体安全性的硅细纳米颗粒，并可以将其有效利用而发展成具有优异的安全性、实用性及经济性的含氢溶液或富氢水与其制造技术者，特别是，可以利用至含有健康、医疗用硅细纳米颗粒的氢生成材料(剂)、洗净水、或健康饮用水等健康、医疗食品、产品领域。

Claims (9)

1.一种活体用氢生成材料，其特征在于，包含硅细纳米颗粒，当上述硅细纳米颗粒与活体中的水或水溶液接触时产生氢。

2.如权利要求1所述的活体用氢生成材料，其特征在于，上述硅细纳米颗粒是未与氟酸或异丙醇接触的硅细纳米颗粒。

3.如权利要求1或2所述的活体用氢生成材料，其特征在于，在与上述水或上述水溶液接触之前，在上述硅细纳米颗粒的表面上提供厚度大于0.07纳米的氧化硅膜。

4.一种活体用氢生成材料，其特征在于，包含未与氟酸或异丙醇接触的硅细纳米颗粒，当上述硅细纳米颗粒与活体中的水或水溶液接触时产生氢。

5.一种食品，其特征在于，包含如权利要求1至4任一项所述的活体用氢生成材料。

6.一种活体用氢生成材料的制造方法，其特征在于，包含将硅细纳米颗粒与水或水溶液接触的接触工艺，当上述硅细纳米颗粒与活体中的水或水溶液接触时产生氢。

7.如权利要求6所述的活体用氢生成材料的制造方法，其特征在于，上述硅细纳米颗粒是未与氟酸或异丙醇接触的硅细纳米颗粒。

8.一种活体用氢生成材料的制造方法，其特征在于，包含将硅细纳米颗粒与水或水溶液接触的接触工艺，上述硅细纳米颗粒未与氟酸或异丙醇接触。

9.一种食品的制造方法，其特征在于，包含如权利要求6至8任一项所述的活体用氢生成材料的制造方法。

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