CN114920329A - 一种氢气纳米气泡水及其制备方法 - Google Patents

一种氢气纳米气泡水及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114920329A
CN114920329A CN202210586952.0A CN202210586952A CN114920329A CN 114920329 A CN114920329 A CN 114920329A CN 202210586952 A CN202210586952 A CN 202210586952A CN 114920329 A CN114920329 A CN 114920329A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrogen
nano bubble
bubble water
pulse
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210586952.0A
Other languages
English (en)
Inventor
张华�
王化斌
汤冬云
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing University
Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology of CAS
Original Assignee
Chongqing University
Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University, Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology of CAS filed Critical Chongqing University
Priority to CN202210586952.0A priority Critical patent/CN114920329A/zh
Publication of CN114920329A publication Critical patent/CN114920329A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/68—Treatment of water, waste water, or sewage by addition of specified substances, e.g. trace elements, for ameliorating potable water
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

本发明属于氢气生物医学技术领域，本发明公开了一种氢气纳米气泡水及其制备方法。本发明提供了一种氢气纳米气泡水的制备方法，通过高压脉冲电源作用于缓冲液中，达到制备氢气纳米气泡水的目的。通过控制电压、电流、功率、脉冲频率、占空比等参数来调控产生的氢气纳米气泡的大小、速率和浓度。本发明所述制备氢气纳米气泡水的方法操作简单，具有良好的重复性；同时，所得氢气纳米气泡水中无杂质，纳米气泡的粒径和浓度均达到了较高水平，为发展制备工艺简单、能耗低的氢气生物医学所用氢气纳米气泡水奠定了基础。

Description

一种氢气纳米气泡水及其制备方法
技术领域
本发明涉及氢气生物医学技术领域，尤其涉及一种氢气纳米气泡水及其制备方法。
背景技术
近年来，富氢水在生物医学领域引起了国内外学者的广泛关注。富氢水在2型糖尿病、大鼠缺血再灌注损伤、大鼠脑损伤等疾病模型中均被证明具有良好的治疗效果。另外，研究人员还对其进行了广泛的临床应用研究，发现富氢水在预防胆管纤维化和胆管癌变、治疗应性鼻炎、治疗皮肤病、治疗痛风、抑制肿瘤细胞增殖、改善与代谢相关的疾病(代谢综合征、肥胖等)和神经系统疾病(抑郁症、老年性痴呆、脊髓损伤等)中发挥了重要作用。
氢气在水中的低溶解度和短暂的停留时间成为富氢水应用的主要限制因素，而纳米气泡因具有粒径小、相对比表面积大、带有表面电荷等特点，增加了气体的溶解度和稳定性。另外，有研究表明纳米气泡可以强化氢分子本身的还原能力，通过电子自旋共振和荧光检测均证明了在相同溶解氢(DH)浓度时，氢气纳米气泡水比不含纳米气泡的氢气水具有更强的抗氧化活性，对羟基自由基的去除能力更强。氢气纳米气泡水因具有独特的纳米特性和抗氧化特性，使其在更多领域中得以应用。然而，现有氢气纳米气泡水的制备方法复杂、纳米气泡的浓度难以控制。因此，发展一种制备工艺简单，纳米气泡浓度可控的生产氢气纳米气泡水的方法成为本领域亟需。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种氢气纳米气泡水及其制备方法，解决了现有氢气纳米气泡水的制备方法复杂、纳米气泡的浓度难以控制的问题。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种氢气纳米气泡水的制备方法，包括如下步骤：
将连接有高压脉冲电源的铂电极放入缓冲液中进行脉冲反应，得到氢气纳米气泡水。
作为优选，所述缓冲液通过滤膜分为体积相同的A部分和B部分；铂电极独立地设置于缓冲液的A部分和B部分，其中，A部分中的铂电极与高压脉冲电源的正极相连，B部分中的铂电极与高压脉冲电源的负极相连；铂电极距离滤膜60～100μm。
作为优选，所述缓冲液为PBS缓冲液或HBSS缓冲液；所述缓冲液的浓度为0.1～1moL/L。
作为优选，所述脉冲反应的脉冲频率为80～300Hz，功率为50～200W，电流为20～80mA，电压为0.5～2kV。
作为优选，所述脉冲反应的脉冲频率为90～250Hz，功率为80～150W，电流为30～70mA，电压为0.8～1.8kV。
作为优选，所述脉冲反应的脉冲频率为120～180Hz，功率为110～120W，电流为40～60mA，电压为1.2～1.4kV。
作为优选，所述脉冲反应的时间为1～30min。
作为优选，进行脉冲反应后，收集B部分的反应液，得到氢气纳米气泡水。
本发明还提供了所述氢气纳米气泡水的制备方法制备得到的氢气纳米气泡水。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明有益效果如下：
(1)本发明所述方法产生的氢气纳米气泡，可以在反应介质内部产生数量众多且浓度可控的氢气纳米气泡，不仅操作简便，而且具有良好的重复性；
(2)本发明所述产生氢气纳米气泡的方法，通过高压脉冲电源不仅可以产生大量的体相氢气纳米气泡，而且可以确保不引入杂质，最终实现了对纳米级氢气泡的数量和大小的可控。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所述氢气纳米气泡水的产生过程图；
图2为本发明实施例1所得纳米气泡的检测结果图；
图3为本发明实施例2所得纳米气泡的检测结果图。
具体实施方式
本发明提供一种氢气纳米气泡水的制备方法，包括如下步骤：
将连接有高压脉冲电源的铂电极放入缓冲液中进行脉冲反应，得到氢气纳米气泡水。
在本发明中，所述将连接有高压脉冲电源的铂电极放入缓冲液中进行脉冲反应具体包括：利用一个高压脉冲电源和两根Pt电极，在一个盛放缓冲液的容器中产生微纳米气泡；高压脉冲电源的正负极接有两根电源线，电源线的另一端连接有快速接线端子便于Pt电极的快速、方便插入；Pt电极可以是Pt柱、Pt丝等不同粗细和形状的电极；用于盛放缓冲液并产生微纳米气泡的容器可以是石英、透明亚克力板等便于纳米气泡的观察的材质，并在左右两端开有两个小孔用于安装Pt电极，反应池的中间加工有小隔板用于放置滤膜，滤膜用来隔开正负极产生的氢气纳米气泡水和氧气纳米气泡水。
在本发明中，所述缓冲液通过滤膜分为体积相同的A部分和B部分；铂电极独立地设置于缓冲液的A部分和B部分，其中，A部分中的铂电极与高压脉冲电源的正极相连，B部分中的铂电极与高压脉冲电源的负极相连；铂电极距离滤膜优选60～100μm，进一步优选为70～85μm。
在本发明中，所述缓冲液优选为PBS缓冲液或HBSS缓冲液，进一步优选为PBS缓冲液；所述缓冲液的浓度优选为0.1～1mol/L，进一步优选为0.5～0.8mol/L。
在本发明中，所述脉冲反应的脉冲频率为80～300Hz，优选为90～250Hz，进一步优选为120～180Hz；功率为50～200W，优选为80～150W，进一步优选为110～120W；电流为20～80mA，优选为30～70mA，进一步优选为40～60mA；电压为0.5～2kV，优选为0.8～1.8kV，进一步优选为1.2～1.4kV。
在本发明中，所述脉冲反应的时间优选为1～30min，进一步优选为5～10min。
在本发明中，所述脉冲反应是瞬时的，即打开脉冲电源即有纳米气泡产生；脉冲反应持续1～30min可得到不同浓度的氢气纳米气泡水。
在本发明中，进行脉冲反应后，收集B部分的反应液，得到氢气纳米气泡水。
本发明还提供了所述氢气纳米气泡水的制备方法制备得到的氢气纳米气泡水。
本发明通过控制电压、电流、功率、脉冲频率、占空比等参数来调控产生的氢气纳米气泡的大小、速率和浓度。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
本实施例使用两个Pt丝电极连接脉冲电源，将两个Pt丝电极平行于发生池底面插入发生池中，两个Pt丝电极的距离为160μm；脉冲电源的工作条件为：脉冲频率200Hz、功率100W、电流50mA、电压1.5kV；发生池中加入PBS缓冲液，开启脉冲电源后，发生池中的溶液会产生纳米气泡，脉冲反应持续6min后得到氢气纳米气泡水。
检测发生池内纳米气泡，检测结果如图2所示。PBS缓冲液中氢气纳米气泡的中位粒径为97.2±7.9nm，浓度为7.3×107个/mL。
实施例2
本实施例使用两个Pt柱电极连接脉冲电源，将两个Pt柱电极平行于发生池底面插入发生池中，两个Pt柱电极的距离为180μm。脉冲电源的工作条件为：脉冲频率100Hz、功率100W、电流50mA、电压1.0kV。发生池中加入PBS缓冲液，开启脉冲电源后，发生池中的溶液会产生纳米气泡，脉冲反应持续10min后得到氢气纳米气泡水。
检测发生池内纳米气泡，检测结果如图3所示。PBS缓冲液中氢气纳米气泡的中位粒径为169.5±8.3nm，浓度为1.66×107个/mL。
由实施例1和2及其检测结果可知，本发明所述方法可以在反应介质内部产生数量众多且浓度可控的氢气纳米气泡，而且操作简便，具有良好的重复性；同时，所得氢气纳米气泡水中无杂质，纳米气泡的粒径和浓度均达到了较高水平。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种氢气纳米气泡水的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将连接有高压脉冲电源的铂电极放入缓冲液中进行脉冲反应，得到氢气纳米气泡水。
2.根据权利要求1所述氢气纳米气泡水的制备方法，其特征在于，所述缓冲液通过滤膜分为体积相同的A部分和B部分；铂电极独立地设置于缓冲液的A部分和B部分，其中，A部分中的铂电极与高压脉冲电源的正极相连，B部分中的铂电极与高压脉冲电源的负极相连；铂电极距离滤膜60～100μm。
3.根据权利要求2所述氢气纳米气泡水的制备方法，其特征在于，所述缓冲液为PBS缓冲液或HBSS缓冲液；所述缓冲液的浓度为0.1～1mol/L。
4.根据权利要求3所述氢气纳米气泡水的制备方法，其特征在于，所述脉冲反应的脉冲频率为80～300Hz，功率为50～200W，电流为20～80mA，电压为0.5～2kV。
5.根据权利要求1～4任一项所述氢气纳米气泡水的制备方法，其特征在于，所述脉冲反应的脉冲频率为90～250Hz，功率为80～150W，电流为30～70mA，电压为0.8～1.8kV。
6.根据权利要求5所述氢气纳米气泡水的制备方法，其特征在于，所述脉冲反应的脉冲频率为120～180Hz，功率为110～120W，电流为40～60mA，电压为1.2～1.4kV。
7.根据权利要求1或4所述氢气纳米气泡水的制备方法，其特征在于，所述脉冲反应的时间为1～30min。
8.根据权利要求7所述氢气纳米气泡水的制备方法，其特征在于，进行脉冲反应后，收集B部分的反应液，得到氢气纳米气泡水。
9.权利要求1～8任一项所述氢气纳米气泡水的制备方法制备得到的氢气纳米气泡水。
CN202210586952.0A 2022-05-27 2022-05-27 一种氢气纳米气泡水及其制备方法 Pending CN114920329A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210586952.0A CN114920329A (zh) 2022-05-27 2022-05-27 一种氢气纳米气泡水及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210586952.0A CN114920329A (zh) 2022-05-27 2022-05-27 一种氢气纳米气泡水及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114920329A true CN114920329A (zh) 2022-08-19

Family

ID=82811041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210586952.0A Pending CN114920329A (zh) 2022-05-27 2022-05-27 一种氢气纳米气泡水及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114920329A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105923712A (zh) * 2016-05-06 2016-09-07 郑侠慧 富氢水制备方法、装置、罐装水生产线、净/饮水机
KR20170107119A (ko) * 2016-03-14 2017-09-25 (주)거해산업개발 나노버블수 발생방법
CN107419290A (zh) * 2017-07-03 2017-12-01 中国矿业大学 一种电解盐水制备纯氢气、氧气的系统及方法
CN108275764A (zh) * 2017-06-12 2018-07-13 大连双迪创新科技研究院有限公司 可产生富氢超微气泡水的洗浴装置
CN113293099A (zh) * 2021-06-01 2021-08-24 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 用于研究微纳米气泡与细胞相互作用的装置
CN216472666U (zh) * 2021-12-22 2022-05-10 东莞市弘名电子科技有限公司 纳米气泡富氢水直饮机

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170107119A (ko) * 2016-03-14 2017-09-25 (주)거해산업개발 나노버블수 발생방법
CN105923712A (zh) * 2016-05-06 2016-09-07 郑侠慧 富氢水制备方法、装置、罐装水生产线、净/饮水机
CN108275764A (zh) * 2017-06-12 2018-07-13 大连双迪创新科技研究院有限公司 可产生富氢超微气泡水的洗浴装置
CN107419290A (zh) * 2017-07-03 2017-12-01 中国矿业大学 一种电解盐水制备纯氢气、氧气的系统及方法
CN113293099A (zh) * 2021-06-01 2021-08-24 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 用于研究微纳米气泡与细胞相互作用的装置
CN216472666U (zh) * 2021-12-22 2022-05-10 东莞市弘名电子科技有限公司 纳米气泡富氢水直饮机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102139938A (zh) 电芬顿反应废水处理设备
CN101781001A (zh) 一种两段式电解法处理废水的方法及其装置
CN109680291A (zh) 增强生物电化学的产氢方法及生物电化学产氢系统
CN205222765U (zh) 一种多功能纯水电解槽
CN100366545C (zh) 一种利用感应电芬顿反应去除水中有机物的方法及装置
CN201932937U (zh) 电芬顿反应废水处理设备
CN114447345A (zh) 复合电极材料的制备方法及MFCs耦合反硝化滤池处理废水应用
CN114920329A (zh) 一种氢气纳米气泡水及其制备方法
CN114409031A (zh) 一种基于污泥厌氧发酵液的碳源纯化方法
CN109680289A (zh) 耦合式生物电化学产氢及提纯装置、系统和产氢方法
CN207619109U (zh) 一种太阳能供电硝化反硝化强化脱氮装置
CN206680319U (zh) 一种移动式重金属水处理器
CN108411328A (zh) 一种电解制取氧气的装置
CN106927577A (zh) 一种治理黑臭水体的生态净水装置及其方法
CN113003703B (zh) 一种处理含氮杂环化合物废水的装置及方法
CN109680290A (zh) 耦合式生物电化学产氢及收集装置、系统和产氢方法
CN112939393B (zh) 一种无电子供体实现污泥电发酵产己酸并同步分离的装置
CN201240902Y (zh) 高频脉冲电凝聚
CN107529674A (zh) 一种基于石墨烯与麦饭石粉混合材料的负离子发生方法
CN202205119U (zh) 一种负压产生电路
CN109666571A (zh) Spe电解制活性氢对白酒的陈化方法
CN206447618U (zh) 电化学一体化处理装置
CN206858281U (zh) 一种治理黑臭水体的生态净水装置
CN206318750U (zh) 一种高盐废水电解Fenton处理装置
CN214210082U (zh) 一种可控微纳米化装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination