CN115672225A - 一种制备高价银基化合物水溶液的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制备高价银基化合物水溶液技术领域，且公开了一种制备高价银基化合物水溶液的方法，包括以下步骤：第一步：设备的单元结构由两个直径小于10mm的纯银棒电极和高纯水组成；第二步：在高压启动时，两根银电极与水面距离相同；第三步：起弧后，电弧放电等离子体由施加在两根电极上的外加市频交流高压维持；第四步：单元结构含有两个间距为y的独立电弧等离子体炬甲、乙；第五步：采用市频交流高压电流，市频为50Hz，放电时，阴极和阳极以市频交替变化；第六步：在等离子体中，高价银基化合物水溶液不同于常规条件下获得的含银水溶液。本发明中，产生的高价银基化合物水溶液性能稳定，对病毒、细菌和真菌有极强的杀灭和抑制功能。
Description
技术领域
本发明涉及制备高价银基化合物水溶液技术领域，尤其涉及一种制备高价银基化合物水溶液的方法。
背景技术
一百多年前，含银溶液一直被作为杀菌消毒剂。20世纪初，抗生素发明后，人们放弃了含银溶液杀菌法，抗生素成为了杀菌治病的主要药物。进入21世纪后，由于长期使用抗生素，病菌逐渐产生了强抗药性，导致抗生素的杀菌效果不断下降，甚至失效。为有效治疗疾病，我们需要不断研发新型的抗生素。青霉素、链霉素、土霉素、红霉素、庆大霉素等数十种抗生素逐渐被开发，新的抗生素在使用一段时间后，随着病毒细菌的抗药性的产生，它的杀菌功能逐渐降低，又需要研发新的抗生素。为跳出这个循环，医疗界在不断实验寻找新抗生素的同时也开始寻找灭菌治病的新办法。重新审核历史上应用的银产品的杀菌功能也被提上日程。含银溶液的制备方法有多种，近几十年来发展了电介反应等化学物理方法。虽然近代含银水溶液的制备方法有很大的改进，纯度依然不理想。另一方面，这些常规条件下制作方法制作的含银水溶液的杀菌消毒功能及稳定性有一定的局限性，临床使用时还有一定的副作用。银离子水溶液的副作用、溶液的成分和稳定性等都与含银水溶液制备方法密切相关。这些都严重地影响了含银水溶液的应用与推广。
为此，我们提出一种制备高价银基化合物水溶液的方法。
发明内容
本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种制备高价银基化合物水溶液的方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种制备高价银基化合物水溶液的方法，包括以下步骤：
第一步：设备的单元结构由两个纯银棒电极和高纯水组成，纯银棒电极置于水面上方，与水不直接接触，市频交流高压加在两个银棒电极上，弧光放电在银棒电极-水和水-银棒电极之间的空气间隙中发生；
第二步：在高压启动时，两根银电极与水面距离相同，当交流电压大于一万伏时，在两个银电极与下面的部分水面之间同时产生了两根略有飘动但稳定发光的直径在4-6mm之间的电弧，弧光区内产生电弧放电等离子体；
第三步：起弧后，电弧放电等离子体由施加在两根电极上的外加市频交流高压维持；
第四步：单元结构含有两个间距为y的独立电弧等离子体炬甲、乙，y为20cm；
第五步：采用市频交流高压电流；
第六步：在等离子体中，化学反应是在强电场作用下进行，等离子体化学反应是以高能电子、高能离子为基础获得有特殊组分的高价银基化合物水溶液，因此高价银基化合物水溶液不同于常规条件下获得的含银水溶液。
作为优选，述第一步中两个纯银棒电极的直径小于10mm。
作为优选，所述第一步中的高纯水的电阻率大于100kΩ·cm，纯银棒电极置于水面上方。
作为优选，所述第一步中两个在高纯水面上方的银电极之间间隔y=20cm，银电极为直径小于10mm的银棒，银电极与水面间距x为可调，x小于4cm。
作为优选，所述第四步中高压交流电通过银电极A和B，加在串联的两个等离子体炬上，每个等离子体炬由阴阳两极，及两极之间的间隙组成。
作为优选，所述第四步中等离子体炬甲、乙是通过高电阻的水串联的。
作为优选，所述第五步中市频为50Hz，周期为20毫秒，等离子体阴极和阳极，阴阳两极分别为银电极和其下的水的表面，间距x小于4cm，放电时，阴极和阳极以市频交替变化。
本发明提供了一种制备高价银基化合物水溶液的方法。具备以下有益效果：
（1）、一种制备高价银基化合物水溶液的方法，等离子体矩由银电极，空气间隙和高纯水组成；本法制作过程中，万伏高压市频交流电加载相邻两个银电极上；所有银电极都没有直接接触到水；每个生成银离子的单元结构含有两个间距20cm的等离子体矩，由高压市频交流电源、银电极—水—银电极组成串联电路；从电路上讲它们是通过高电阻的纯水串联的；电极顶端位于水平面以上，距离小于4cm，当交流电压大于1万伏以上时，空气间隙被击穿，银电极与水面之间产生发光电弧，电路中有10mA左右电流；击穿电压与电极—水表面距离x有关，x越大，击穿电压越大，两者关系基本服从常温常压下等负离子体产生的帕邢公式，两者成正比关系；每组电路的功率限制小于1000W；渐变交流电压等离子体制备，启动时水中银离子含量低于1ppm，外加交流电压大于1万伏时弧光放电产生等离子体，随着水中银离子含量增加，外加电压也随之逐步降低，为保证高价银基化合物水溶液的质量，市频交流高压值需维持在5千伏以上值；随着过程的进行，银棒长度逐渐缩短，为保证电弧的稳定，需要调整银电极与水的距离；高价银基化合物水溶液的银含量可通过反应时间来控制；产生的水溶液呈现弱酸性pH值<7，浓度越高pH值越低；产生的高价银基化合物水溶液性能稳定，装瓶后在常温条件下储存五年以上依然无色、透明、无沉淀，各项性能没有明显变化。对病毒、细菌和真菌有极强的杀灭和抑制功能。
（2）、一种制备高价银基化合物水溶液的方法，交流高压无接触弧光放电电介质等离子体制备法。电源采用的是交流，再利用弧光，且电极与由水构成的电解质无接触。在交流高压无接触弧光放电电介质等离子体制备法中，两根空间间距为20cm的银棒电极置于电阻率大于100kΩ·cm的高纯水的水面上方，银棒电极端与高纯水面间距小于4cm，银棒不直接接触水面。市频交流高压分别加在两根银电极上，当电压大于万伏时，两根银电极和高纯水的水面之间同时发生弧光放电形成两个等离子体，加在两个银棒电极的交流高压维持稳定的弧光放电。每组电路单元由两个直径小于10mm的银棒和高纯水组成。
（3）、一种制备高价银基化合物水溶液的方法，溶液的pH值为2-3，含量可控在10ppm-3000ppm，水溶液透明，无色，在室温条件下装瓶后可放置五年以上不出现沉淀或变色，溶液中银离子含量稳定，杀菌抑菌性能高、各种性能在生物医疗、物理、化学的领域下稳定。
（4）、一种制备高价银基化合物水溶液的方法，弧光放电的高能电子轰击水分子，使水分子发生电离与激发从而生成离子、激发分子与次级电子，再生成活性能力极强的物质如O2-，H+，和OH-等，等离子体中的OH-氧化能力极强，可以直接产生能引得高价银基的化合物。整体反应是一个纯物理化学过程，除了高纯银和高纯水外不使用任何化学药品、催化剂、引发剂或溶剂，避免了污染，反应所得的高价银基化合物水溶液比传统的化学方法或电介方法具有更加优良的性质。
（5）、一种制备高价银基化合物水溶液的方法，弧光放电的高能电子轰击银电极，银电极表面的银原子和来自等离子体的高能电子和负离子撞击分解为一价银离子和二价银离子。在5000伏特/厘米以上的高强电场作用下，银离子与H+，O2-，OH-产生化学反应，形成一般条件下难以合成的银基化合物溶于水中。由此获得一种全新可杀菌的高价银基化合物水溶液。溶液的浓度可以通过反应时间来控制，反应时间长获得的溶液浓度高。正常条件下，反应30-50小时可获得约1000ppm的高价银基化合物水溶液，获得的水溶液的pH值为2-3，银离子含量可控在10ppm-3000ppm，水溶液透明，无色，在室温条件下装瓶后可放置五年以上不出现沉淀或变色，溶液中银离子含量稳定，杀菌抑菌性能高。高价银基化合物水溶液的浓度可以通过添加高纯水的方法进行稀释。
附图说明
图1为本发明制备高价银基化合物水溶液的方法设备位置示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、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：一种制备高价银基化合物水溶液的方法，如图1所示，包括以下步骤：
第一步：设备的单元结构由两个直径小于10mm的纯银棒电极和高纯水组成，高纯水的电阻率大于100kΩ·cm，纯银棒电极置于水面上方，与水不直接接触，市频交流高压加在两个银棒电极上，弧光放电在银棒电极-水和水-银棒电极之间的空气间隙中发生，两个在高纯水面上方的银电极之间间隔y=20cm，银电极为直径小于10mm的银棒，银电极与水面间距x为可调，x小于4cm，高压交流电加在两个银电极上；
第二步：在高压启动时，两根银电极与水面距离相同，当交流电压大于一万伏时，在两个银电极与下面的部分水面之间同时产生了两根略有飘动但稳定发光的直径约为5mm的电弧，弧光区内产生电弧放电等离子体；
第三步：起弧后，电弧放电等离子体由施加在两根电极上的外加市频交流高压维持，在等离子体中存在有离子、电子和激发态原子、自由基等极为活泼的反应物种，在强电场作用下，等离子体中的一些高活性组分如H+，OH-，HO2等与银原子反应，反应生成物直接溶于水中，产生高价银基化合物水溶液；
第四步：单元结构含有两个间距为y的独立电弧等离子体炬甲、乙，y为20cm，从电路上讲，它们是通过高电阻的水串联的。高压交流电通过银电极A和B，加在串联的两个等离子体炬上，每个等离子体炬有阴阳两极，随市频交流的极性变化，银电极和电极下的水交替扮演正负极，由于等离子体炬中的电极损耗，等离子体中混入电极材料，既混入银也混入水，具体的为一价、二价银离子等银的生成物，也含有H+、OH-、HO2离子等水的生成物；
第五步：采用市频交流高压电流，市频为50Hz，放电时，阴极和阳极以市频交替变化，因市频仅为50Hz，周期为20毫秒，等离子体阴极和阳极，阴阳两极分别为银电极和其下的水的表面，间距x小于4cm，等离子体内粒子运动速度很快，此时离子体内离子的运动速度大约为100米/秒，粒子渡越电极间隙的时间小于1毫秒，远小于市频交流的周期，所以在市频放电时，放电特性与直流放电类似，电弧很稳定、肉眼观察不到亮度有什么变化，在等离子体区域内的化学反应过程可以视作是一个准静态过程；
第六步：在等离子体中，化学反应是在强电场作用下进行，等离子体化学反应是以高能电子、高能离子为基础，由纯银，纯水构成单体，单体经过高压放电，形成等离子体后产生的高能电子和离子，这些高能粒子化学活性很高，在强电场作用下能产生常规条件下不能进行的化学反应，从而获得有特殊组分的高价银基化合物水溶液。因此高价银基化合物水溶液不同于常规条件下获得的含银水溶液，溶液的pH值为2-3，水溶液透明，无色。银离子含量可控在10ppm-3000ppm，在室温条件下装瓶后可放置五年以上不出现沉淀或变色，溶液中银离子含量稳定，杀菌抑菌性能高，高价银基化合物水溶液的浓度可以通过添加高纯水的方法进行稀释。
本发明的工作原理：
在使用时，等离子体矩由银电极，空气间隙和高纯水组成；本法制作过程中，万伏高压市频交流电加载相邻两个银电极上；所有银电极都没有直接接触到水；每个生成银离子的单元结构含有两个间距20cm的等离子体矩，由高压市频交流电源、银电极—水—银电极组成串联电路；从电路上讲它们是通过高电阻的纯水串联的；电极顶端位于水平面以上，距离小于4cm，当交流电压大于1万伏以上时，空气间隙被击穿，银电极与水面之间产生发光电弧，电路中有10mA左右电流；击穿电压与电极—水表面距离x有关，x越大，击穿电压越大，两者关系基本服从常温常压下等负离子体产生的帕邢公式，两者成正比关系；每组电路的功率限制小于1000W；渐变交流电压等离子体制备，启动时水中银离子含量低于1ppm，外加交流电压大于1万伏时弧光放电产生等离子体，随着水中银离子含量增加，外加电压也随之逐步降低，为保证高价银基化合物水溶液的质量，市频交流高压值需维持在5千伏以上值；随着过程的进行，银棒长度逐渐缩短，为保证电弧的稳定，需要调整银电极与水的距离；高价银基化合物水溶液的银含量可通过反应时间来控制；产生的水溶液呈现弱酸性pH值<7，浓度越高pH值越低；产生的高价银基化合物水溶液性能稳定，装瓶后在常温条件下储存五年以上依然无色、透明、无沉淀，各项性能没有明显变化。对病毒、细菌和真菌有极强的杀灭和抑制功能。
交流高压无接触弧光放电电介质等离子体制备法。电源采用的是交流，再利用弧光，且电极与有水构成的电解质无接触。在交流高压无接触弧光放电电介质等离子体制备法中，两根空间间距为20cm的银棒电极置于高纯水的水面上方，银棒电极端与高纯水面间距小于4cm，银棒不直接接触水面。市频交流高压分别加在两根银电极上，当电压大于万伏时，两根银电极和高纯水的水面之间同时发生弧光放电形成两个等离子体，加在两个银棒电极的交流高压维持稳定的弧光放电。每组电路单元由两个直径小于10mm的银棒和高纯水组成。
溶液的pH值为2-3，含量可控在10ppm-3000ppm，水溶液透明，无色，在室温条件下装瓶后可放置五年以上不出现沉淀或变色，溶液中银离子含量稳定，杀菌抑菌性能高。
弧光放电的高能电子轰击水分子，使水分子发生电离与激发从而生成离子、激发分子与次级电子，再生成活性能力极强的物质如O2-，H+，和OH-等，等离子体中的OH-氧化能力极强，可以直接产生能引得高价银基的化合物。整体反应是一个纯物理化学过程，除了高纯银和高纯水外不使用任何化学药品、催化剂、引发剂或溶剂，避免了污染，反应所得的高价银基化合物水溶液比传统的化学方法或电介方法具有更加优良的性质。
弧光放电的高能电子轰击银电极，银电极表面的银原子和来自等离子体的高能电子和负离子撞击分解为一价银离子和二价银离子。在5000伏特/厘米以上的高强电场作用下，银离子与H+，O2-，OH-产生化学反应，形成一般条件下难以合成的银基化合物溶于水中。由此获得一种全新可杀菌的高价银基化合物水溶液。溶液的浓度可以通过反应时间来控制，反应时间长获得的溶液浓度高。正常条件下，反应30-50小时可获得约1000ppm的高价银基化合物水溶液，获得的水溶液的pH值为2-3。银离子含量可控在10ppm-3000ppm，水溶液透明，无色，在室温条件下装瓶后可放置五年以上不出现沉淀或变色，溶液中银离子含量稳定，杀菌抑菌性能高。高价银基化合物水溶液的浓度可以通过添加高纯水的方法进行稀释。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种制备高价银基化合物水溶液的方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步：设备的单元结构由两个纯银棒电极和高纯水组成，纯银棒电极置于水面上方，与水不直接接触，市频交流高压加在两个银棒电极上，弧光放电在银棒电极-水和水-银棒电极之间的空气间隙中发生；
第二步：在高压启动时，两根银电极与水面距离相同，当交流电压大于一万伏时，在两个银电极与下面的部分水面之间同时产生了两根略有飘动但稳定发光的直径在4-6mm之间的电弧，弧光区内产生电弧放电等离子体；
第三步：起弧后，电弧放电等离子体由施加在两根电极上的外加市频交流高压维持；
第四步：单元结构含有两个间距为y的独立电弧等离子体炬甲、乙，y为20cm；
第五步：采用市频交流高压电流；
第六步：在等离子体中，化学反应是在强电场作用下进行，等离子体化学反应是以高能电子、高能离子为基础的，反应完成之后获得有特殊组分的高价银基化合物水溶液。
2.根据权利要求1所述的一种制备高价银基化合物水溶液的方法，其特征在于：所述第一步中两个纯银棒电极的直径小于10mm。
3.根据权利要求2所述的一种制备高价银基化合物水溶液的方法，其特征在于：所述第一步中的高纯水的电阻率大于100kΩ·cm，纯银棒电极置于水面上方。
4.根据权利要求1所述的一种制备高价银基化合物水溶液的方法，其特征在于：所述第一步中两个在高纯水面上方的银电极之间间隔y=20cm，银电极为直径小于10mm的银棒，银电极与水面间距x为可调，x小于4cm。
5.根据权利要求1所述的一种制备高价银基化合物水溶液的方法，其特征在于：所述第四步中高压交流电通过银电极A和B，加在串联的两个等离子体炬上，每个等离子体炬由阴阳两极，及两极之间的间隙组成。
6.根据权利要求1所述的一种制备高价银基化合物水溶液的方法，其特征在于：所述第四步中等离子体炬甲、乙是通过高电阻的水串联的。
7.根据权利要求1所述的一种制备高价银基化合物水溶液的方法，其特征在于：所述第五步中市频为50Hz，周期为20毫秒，等离子体阴极和阳极，阴阳两极分别为银电极和其下的水的表面，间距x小于4cm，放电时，阴极和阳极以市频交替变化。
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