JP5837949B2 - 活性水素溶存水の生成方法およびその生成具 - Google Patents
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水溶液中で水素分子を活性水素に分解する水素分子解離吸着触媒と、
前記水素分子解離吸着触媒を収容する触媒収容容器とを備え、
前記水素分子解離吸着は、ジルコニウム、ニオブ、タングステン、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ニオブおよび酸化タングステンからなる群から選ばれた一種以上を含有し、又は、
少なくともカルシウムイオンとマグネシウムイオンのいずれか又は両方を含有する下記(1)〜(3)のいずれかの水と、
水溶液中で水素分子を活性水素に分解し、一定期間前記水を保持する水素分子解離吸着触媒とを備え、
前記水素分子解離吸着は、ジルコニウム、ニオブ、タングステン、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ニオブおよび酸化タングステンからなる群から選ばれた一種以上を含有し、
前記水素分子解離吸着触媒と前記水を接触させることを特徴とする。
(1)金属マグネシウムと接触した水。
(2)水素ガスをバブリング又は高圧印加により溶解させた水。
(3)電気分解した水。
軟水、超軟水等のミネラル分の少ない水に対しても、活性水素溶存濃度を上げる目的で、これらの塩を水に加えると好ましい。
安定した活性水素は、熱等のエネルギーにより、分子の運動速度が加速して不安定化するために、活性水素生成容具のメンテナンスを除き、活性水素溶存水を煮沸するなど、水溶液に大きなエネルギーを付加することは好ましくない。
なお、銅のような水素分子の吸着エネルギーが小さなものは、活性水素の溶存量を増やす効果が小さいので、本発明の活性水素分子解離吸着触媒としては好適ではない。
上記に挙げた水素分子解離吸着触媒の中でも酸化ジルコニウムと酸化チタンを含有するセラミックがより好ましい。この触媒の活性水素生成用途における水素分解触媒能力は白金よりも良好な触媒能を有しかつ、安価であることが好ましい。
水素分子解離吸着触媒に酸処理を行って容易に除去可能な固体塩基としては酸化カルシウム,酸化マグネシウム,酸化カリウム、酸化ナトリウム等が挙げられる。
水素分子解離吸着触媒そのものが触媒収容容器としての機能を兼ね備える場合の水素分子解離吸着触媒は、水が流れる導水管に用いる形態や導水管の一部に触媒領域を形成する形態、水を貯める容器そのものに用いる形態が例として挙げられる。
なお、以下に示す概念図中の物質の大きさや形態は例であり、図中のものに限定されるものではない。
ここで、溶存水素は、共栄電子研究所製の溶存水素計KM2100DH型により計測した。なお、上記溶存水素計は、上記水素分子(H2)あるいは活性水素(H)の総計(mg/l)を計測するものである。
本実施形態では、図1(B)の概念図のような、例えばペットボトルのような飲用容器1に入れられた平均直径が1.0mmの金属マグネシウム2−1を7g充填した焼結ポリエチレン製の活性水素生成容器2と表1の水素分子解離吸着触媒粒子4を7g触媒収容容器に備えた活性水素生成具を用いる。なお、実施例1−3の焼結ポリエチレン製の活性水素生成容器2は約平均120μm径の無数の孔を具備している。
なお、実施例2の水素分子解離吸着触媒には酸処理を行っていない。
なお、比較例1の水素分子解離吸着触媒には酸処理を行っていない。
本実施形態では、図2の概念図のように、例えばペットボトルのような飲用容器1に入れられた、金属マグネシウム、硫酸カルシウム及び水素分子解離吸着触媒を10:1:10の質量割合で充填(計15g)したプラスチック製の活性水素生成容器5を備えた活性水素生成具を用いる。なお、平均直径が10mmの硫酸カルシウム中に平均直径が0.2mmの金属マグネシウムを含有する集成物6と、水素分子解離吸着触媒粒子7が活性水素生成容器5に充填されている。なお、プラスチック製の活性水素生成容器5は上部に1個と下部に2〜4個の導水用の1.5mmの孔を具備している。
なお、実施例11の水素分子解離吸着触媒には酸処理を行っていない。
なお、実施例12の水素分子解離吸着触媒には酸処理を行っていない。
本実施形態では図1(A)の概念図のように、例えばペットボトルのような飲用容器1に入れられた、平均直径が1.0mmの金属マグネシウム2−1及び表5の水素分子解離吸着触媒2−2を1:1の質量割合で充填した焼結ポリエチレン製の活性水素生成容器2を備えた活性水素生成具を用いる。実施例13−20及び比較例3−4の焼結ポリエチレン製の活性水素生成容器2は平均で約120μm径の無数の孔を具備している。
本実施形態では図1(C)の概念図のように、例えばペットボトルのような飲用容器1に、金属マグネシウム4−1と、表7の水素分子解離吸着触媒4−2と、表8の塩を、イオン交換水に水素ガスをバブリングした高濃度水素溶存水3に添加した形態の活性水素生成具を用いる。
本実施形態では図1(A)の概念図のように、例えばペットボトルのような飲用容器1に、水道水3と、金属マグネシウム4−1と、表10の水素分子解離吸着触媒4−2を添加した形態の活性水素生成具を用いる。
本実施形態では市販のアルミパウチ容器に高濃度の水素を溶存させた水素溶存水の水素溶存濃度を測定した。
開封直後から、水素溶存濃度を測定したところ、本発明の活性水素溶存水とは異なり10時間で水素溶存濃度変化の変曲点があった。これは測定水温が26℃程度であったため放出時間が早かったと思われる。なお、比較例9の水は不純物として含まれる鉱物を除き活性水素を生成する触媒等を含まないため、活性水素溶存量は極めて少ないと思われる。
本実施形態では、イオン交換水に表12の塩を添加し、表12の電流密度で定電流電気分解を行い、電気分解後の水の水素溶存濃度を測定した。
本実施形態では図1(D)の概念図のように、例えばペットボトルのような飲用容器1に、参考例1で得た電気分解水3と表14の水素分子解離吸着触媒4を添加した形態の活性水素生成具を用いる。
また、実施例、比較例のいずれの活性水素溶存水において、ネスラー試薬での変色は少なく、また、味や臭いは良好であった。
Claims (13)
- 少なくともカルシウムイオンとマグネシウムイオンのいずれか又は両方を含有する下記(1)〜(3)のいずれかの水と、
水溶液中で水素分子を活性水素に分解する水素分子解離吸着触媒と、
前記水素分子解離吸着触媒を収容する触媒収容容器とを備え、
前記水素分子解離吸着触媒は、亜鉛、ジルコニウム、ニオブ、タングステン、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ニオブおよび酸化タングステンからなる群から選ばれた一種以上を含有し、
又は、
少なくともカルシウムイオンとマグネシウムイオンのいずれか又は両方を含有する下記(1)〜(3)のいずれかの水と、
水溶液中で水素分子を活性水素に分解し、一定期間前記水を保持する水素分子解離吸着触媒とを備え、
前記水素分子解離吸着触媒は、ジルコニウム、ニオブ、タングステン、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ニオブおよび酸化タングステンからなる群から選ばれた一種以上を含有し、
前記水素分子解離吸着触媒と前記水を接触させることを特徴とする活性水素溶存水の製造方法。
(1)金属マグネシウムと接触した水。
(2)水素ガスをバブリング又は高圧印加により溶解させた水。
(3)電気分解した水。 - 前記(2)と(3)の水が金属マグネシウムと接触した水であることを特徴とする請求項1に記載の活性水素溶存水の製造方法。
- 前記(1)から(3)の水を触媒収容容器内で金属マグネシウムとさらに接触させることを特徴とする請求項1又は2に記載の活性水素溶存水の製造方法。
- 前記容器は、前記水素分子解離吸着触媒よりも小さい径を有する孔を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の活性水素溶存水の製造方法。
- 前記水素分子解離吸着触媒は、ZrO2含有セラミックス又はZrO2およびTiO2含有セラミックスであることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の活性水素溶存水の製造方法。
- 水素分子を活性水素に分解する水素分子解離吸着触媒と、
前記水素分子解離吸着触媒を収容する触媒収容容器とを具備し、
前記水素分子解離吸着触媒は、ジルコニウム、ニオブ、タングステン、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ニオブおよび酸化タングステンからなる群から選ばれた一種以上を含有することを特徴とする活性水素生成具。 - 金属マグネシウムを前記触媒収容容器にさらに備えることを特徴とする請求項6に記載の活性水素生成具。
- 前記水素分子解離吸着触媒は、水溶液中で水素分子を活性水素に分解し、一定期間水を保持することを特徴とする請求項6又は7に記載の活性水素生成具。
- 前記活性水素生成具に、硫酸カルシウム・無水和物、硫酸カルシウム・半水和物と硫酸カルシウム・2水和物からなる群から選ばれた1種以上がさらに配置されていることを特徴とする請求項6から8のいずれか一項に記載の活性水素生成具。
- 前記水素分子解離吸着触媒が、固体酸を少なくとも含有する水素分子解離吸着触媒であることを特徴とする請求項6から9のいずれか一項に記載の活性水素生成具。
- 前記固体酸が、ZrO2又はZrO2およびTiO2であることを特徴とする請求項10に記載の活性水素生成具。
- 前記容器は、前記水素分子解離吸着触媒よりも小さい径を有する孔を有することを特徴とする請求項6から11のいずれか一項に記載の活性水素生成具。
- 前記水素分子解離吸着触媒は、ZrO2含有セラミックス又はZrO2およびTiO2含有セラミックスであることを特徴とする請求項9から12のいずれか一項に記載の活性水素生成具。
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