CN113908851A - 一种能够提高水活化能的触媒材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种能够提高水活化能的触媒材料，其特征在于，按照重量百分比计，其元素组成为：TiO220～40％、SiO210～20％、RuO210～20％、CeO25～10％、Ni10～30％、Ag10～20％。本发明还公开了其制备方法，包括：将TiO2、SiO2、RuO2、CeO2、Ni以及Ag按照配比称重后混合搅拌均匀，在压力机上采用半干法在成型压力38MPa的条件下压模成型，压制成薄片；将上述压制的薄片放入放电等离子烧结炉中并在真空度小于0.001Mpa下进行烧结，冷却后，置于乙酸溶液中超声处理；将上述超声后的薄片置于室温下老化4～6天，然后干燥、焙烧，冷却至室温后即得触媒材料。本发明的触媒材料。本发明的触媒材料能够有效提高水的活化能，去除水中的重金属离子、余氯等有害物质，有利于人体的心肝脾胃肾及农作物的生长。
Description
技术领域
本发明属于材料及其制备技术领域，具体涉及一种能够提高水活化能的触媒材料及其制备方法。
背景技术
我们人类中有80％的疾病和三分之一的死亡率与饮用水不洁有关，每年因饮用水不洁直接或者间接引起的死亡人数非常多。
由于氢键的作用，水分子不是以单个H2O分子存在的，而是彼此可以结合为大的水分子团。一般水以36～37个水分子构成分子团存在。这种大分子簇团，参与体内生 物化学反应差，脂质代谢差。这种水即使再纯，也不能被人体及生物体体内的细胞和 染色体很好的吸收。同时，这种环形凝聚结构的水，很容易包藏有毒有害的有机物， 使人体的健康遭受损害。
活化水技术主要是研究水分子的结构变化，可以通过远红外线、高强磁场、超声波等技术高效地将普通水的分子结构变小，成为最有利于人体健康的水分子团结构。
活化水具有很多优点：(1)活化水的水分子之间的距离被拉大，分子间结合度 (表示结合的紧密程度)低，水分子活性大，容易向细胞中渗透。(2)活化水为短链 的小分子团水，其结构更接近人体细胞内的水，容易被细胞吸收，能快速解渴。(3) 活化水溶解于水中的空气量增大，水中富含氧，有补养功能。(4)溶解力高，可加速 清除体内毒素利多余废物，提高免疫力，增强生命活力。(5)矿物质含量适中，pH 值呈中性，避免了矿物质过多过少和pH值偏酸偏碱对人体的危害。
目前，常见的活化水的技术成本较高，实施难度大。因此，期待一种触媒材料， 能够有效活化水并降低成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对目前活化水的技术成本高，难度大，提供一种能够提高水活化能的触媒材料及其制备方法。本发明的触媒材料能够有效提高水的 活化能，去除水中的重金属离子、余氯等有害物质，有利于人体的心肝脾胃肾及农作 物的生长。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提供了一种能够提高水活化能的触媒材料，按照重量百分比计，其元素组成为：TiO220～40％、SiO210～20％、RuO210～20％、CeO25～10％、Ni10～30％、 Ag10～20％。
优选地，按照重量百分比计，其元素组成为：TiO230％、SiO215％、RuO215％、CeO25％、Ni20％、Ag15％。
优选地，所述原料均为纳米级颗粒混合物，颗粒度在10～20nm之间。
本发明的目的及解决其技术问题还通过采用以下技术方案来实现。
本发明还提供了一种能够提高水活化能的触媒材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
将TiO2、SiO2、RuO2、CeO2、Ni以及Ag按照配比称重后混合搅拌均匀，在压力 机上采用半干法在成型压力38MPa的条件下压模成型，压制成薄片；
将上述压制的薄片放入放电等离子烧结炉中并在真空度小于0.001Mpa下进行烧结，冷却后，置于乙酸溶液中超声处理；
将上述超声后的薄片置于室温下老化4～6天，然后干燥、焙烧，冷却至室温后即得触媒材料。
优选地，所述烧结条件为：温度1000～1200℃，时间1～3h。
优选地，所述超声时间为20～40min。
优选地，所述干燥温度为60～80℃，干燥时间为10～12h。
优选地，所述焙烧温度为400～600℃，焙烧时间为1～3h。
本发明带来的有益效果是：本发明以TiO2、SiO2、RuO2、CeO2、Ni以及Ag为原 料制备触媒材料，该材料结构稳定，使用寿命长，能够有效净化和活化水，使淡水资 源得到有效合理的利用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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 其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
按照重量份数，分别称取30份TiO2、15份SiO2、15份RuO2、5份CeO2、20份 Ni以及15份Ag，混合和搅拌均匀，在压力机上采用半干法在成型压力38MPa的条件 下压模成型，压制成薄片。将上述压制的薄片放入放电等离子烧结炉中并在真空度小 于0.001Mpa以及温度1100℃下进行烧结2h，冷却后，置于乙酸溶液中超声处理 30min。将上述超声后的薄片置于室温下老化4～6天，然后在70℃下干燥11h，最后在 500℃下焙烧2h，冷却至室温后即得触媒材料。
实施例2
按照重量份数，分别称取40份TiO2、10份SiO2、15份RuO2、5份CeO2、20份 Ni以及10份Ag，混合和搅拌均匀，在压力机上采用半干法在成型压力38MPa的条件 下压模成型，压制成薄片。将上述压制的薄片放入放电等离子烧结炉中并在真空度小 于0.001Mpa以及温度1000℃下进行烧结3h，冷却后，置于乙酸溶液中超声处理 30min。将上述超声后的薄片置于室温下老化4～6天，然后在70℃下干燥11h，最后在 600℃下焙烧2h，冷却至室温后即得触媒材料。
实施例3
按照重量份数，分别称取20份TiO2、20份SiO2、20份RuO2、5份CeO2、20份 Ni以及15份Ag，混合和搅拌均匀，在压力机上采用半干法在成型压力38MPa的条件 下压模成型，压制成薄片。将上述压制的薄片放入放电等离子烧结炉中并在真空度小 于0.001Mpa以及温度1000℃下进行烧结3h，冷却后，置于乙酸溶液中超声处理 30min。将上述超声后的薄片置于室温下老化4～6天，然后在80℃下干燥10h，最后在 400℃下焙烧3h，冷却至室温后即得触媒材料。
实施例4
按照重量份数，分别称取20份TiO2、20份SiO2、20份RuO2、10份CeO2、10份 Ni以及20份Ag，混合和搅拌均匀，在压力机上采用半干法在成型压力38MPa的条件 下压模成型，压制成薄片。将上述压制的薄片放入放电等离子烧结炉中并在真空度小 于0.001Mpa以及温度1200℃下进行烧结1h，冷却后，置于乙酸溶液中超声处理 40min。将上述超声后的薄片置于室温下老化4～6天，然后在80℃下干燥10h，最后在 500℃下焙烧3h，冷却至室温后即得触媒材料。
实施例5
按照重量份数，分别称取30份TiO2、10份SiO2、20份RuO2、10份CeO2、10份 Ni以及10份Ag，混合和搅拌均匀，在压力机上采用半干法在成型压力38MPa的条件 下压模成型，压制成薄片。将上述压制的薄片放入放电等离子烧结炉中并在真空度小 于0.001Mpa以及温度1100℃下进行烧结2h，冷却后，置于乙酸溶液中超声处理 40min。将上述超声后的薄片置于室温下老化4～6天，然后在80℃下干燥10h，最后在 500℃下焙烧3h，冷却至室温后即得触媒材料。
实施例6
按照重量份数，分别称取30份TiO2、15份SiO2、10份RuO2、10份CeO2、20份 Ni以及15份Ag，混合和搅拌均匀，在压力机上采用半干法在成型压力38MPa的条件 下压模成型，压制成薄片。将上述压制的薄片放入放电等离子烧结炉中并在真空度小 于0.001Mpa以及温度1200℃下进行烧结1h，冷却后，置于乙酸溶液中超声处理 20min。将上述超声后的薄片置于室温下老化4～6天，然后在60℃下干燥12h，最后在 500℃下焙烧2h，冷却至室温后即得触媒材料。
试验例1触媒材料对水的净化能力
(1)抗菌力：经对水中金黄色葡萄球菌和大肠杆菌进行测试，该触媒材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的24小时杀菌率达到99.9％。
(2)采用本发明具有净化和活化水功能的材料进行处理后的水各项指标均符合GB/T5750.4-2006，即《生活饮用水标准检验方法感官性状和物理指标》(2006)的标 准。
试验例1触媒材料活化水功能
流经该触媒材料的水，能马上聚焦能量，有很好的波动，及丰富的微量元素，具 高溶氧，低还原电位特性。同时该触媒材料能够瞬间切断水中的氢键，使原水从13个 分子团子束以上的大分子团束水，适时形成5-6个水分子团束的小分子团水。此能态 可以长久时间保存，使小分子团水不会恢复成大分子团水。同时使溶解于其中的有毒 气体释放。水分子团越小，活性越大，具有很好的健康促进功能，这种水越好喝。
经活化的水可用于农业灌溉提高种子发芽率，促进植物生长；尤其适用于微灌领域，可显著改善滴灌孔非物理污堵，并且增加肥盐溶解量。也可用于景观室内渔业养 殖，可有效减少青苔滋生；用于室外鱼塘养殖，可提高水质溶解氧含量，促进生物代 谢水平，利于鱼类繁殖生长。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在没有背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因 此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明 的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同腰间的 含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (8)
1.一种能够提高水活化能的触媒材料，其特征在于，按照重量百分比计，其元素组成为：TiO220～40％、SiO210～20％、RuO210～20％、CeO25～10％、Ni10～30％、Ag10～20％。
2.根据权利要求1所述的能够提高水活化能的触媒材料，其特征在于，按照重量百分比计，其元素组成为：TiO230％、SiO215％、RuO215％、CeO25％、Ni20％、Ag15％。
3.根据权利要求1所述的能够提高水活化能的触媒材料，其特征在于，所述原料均为纳米级颗粒混合物，颗粒度在10～20nm之间。
4.一种能够提高水活化能的触媒材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
将TiO2、SiO2、RuO2、CeO2、Ni以及Ag按照配比称重后混合搅拌均匀，在压力机上采用半干法在成型压力38MPa的条件下压模成型，压制成薄片；
将上述压制的薄片放入放电等离子烧结炉中并在真空度小于0.001Mpa下进行烧结，冷却后，置于乙酸溶液中超声处理；
将上述超声后的薄片置于室温下老化4～6天，然后干燥、焙烧，冷却至室温后即得触媒材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述烧结条件为：温度1000～1200℃，时间1～3h。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述超声时间为20～40min。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述干燥温度为60～80℃，干燥时间为10～12h。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧温度为400～600℃，焙烧时间为1～3h。
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