KR20110132361A - 활성수소 용존수의 생성 방법과 이의 생성구 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고농도인 활성 수소가 용존된 음용수를 장기간에 걸쳐 생성하기 위한 생성 장치 및 생성 방법을 제공하고, 적어도 칼슘 이온과 마그네슘 이온 중 어느 하나 또는 양쪽을 함유하는 하기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나의 물, 수용액 중에서 수소 분자를 활성 수소로 분해하는 수소 분자 해리 흡착 촉매 및 상기 수소 분자 해리 흡착 촉매를 수용하는 촉매 수용 용기를 구비하거나, 또는 적어도 칼슘 이온과 마그네슘 이온 중 어느 하나 또는 양쪽을 함유하는 하기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나의 물, 수용액 중에서 수소 분자를 활성 수소로 분해하고, 일정 기간 상기 물을 유지하는 수소 분자 해리 흡착 촉매를 구비하며, 상기 수소 분자 해리 흡착 촉매와 상기 물을 접촉시키는 것을 특징으로 한다:
(1) 금속 마그네슘과 접촉된 물;
(2) 수소가스를 버블링 또는 고압 인가에 의해 용해시킨 물;
(3) 전기 분해한 물.
(1) 금속 마그네슘과 접촉된 물;
(2) 수소가스를 버블링 또는 고압 인가에 의해 용해시킨 물;
(3) 전기 분해한 물.
Description
본 발명은 활성수소 용존수의 생성 방법과 이의 생성 장치에 관한 것이다.
최근, 통상의 음료수에 비해 많은 활성수소를 포함하는 활성수소 용존수는 생체 중의 활성산소를 감소시키고, 인간의 건강 증진에 높은 효과를 갖는 것으로서 주목받고 있다.
그래서, 소비자에게 간단하고 저렴하게 상기 활성수소 용존수를 공급하기 위해 매우 간편한 활성수소 용존수의 생성 방법이 알려져 있다. 그 방법은 음료수와 금속 마그네슘(입자)을 반응식 1과 같이 반응시켜 활성수소를 발생시켜, 상기 음료수를 활성수소를 풍부하게 포함하는 활성수소 용존수로 바꾸는 것이다.
(반응식 1)
그러나, 금속 마그네슘에 의한 활성수소 생성 반응을 이용한 방법에 의해 활성수소 용존수를 생성시킨 경우에는 금속 마그네슘의 표면에 수산화마그네슘 피막이 생성되므로, 장기간에 걸쳐 안정적으로 활성수소 용존수를 제공하는 것은 곤란했다.
그래서, 금속 마그네슘의 표면에 수산화마그네슘 피막이 생성되는 것을 억제하는 방법으로서 특허 문헌 1의 방법이 개시되어 있다. 특허 문헌 1의 방법에서는 황산 칼슘을 첨가함으로써 수산화 마그네슘 피막의 생성을 억제하고 활성수소 생성 능력을 장기간 유지하는 것이다.
그러나, 종래 기술에서는 활성수소가 수소 분자로 되돌아가는 작용을 저해(외관상의 저해)하지 못하고 활성수소 용존수 중의 수소를 충분히 활용하지 못하고 있다는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 상기 과제를 해결하는 것으로 고농도의 활성수소가 용존된 음용수(飮用水)를 장기간에 걸쳐 생성하기 위한 생성 장치 및 생성 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 활성수소 용존수의 제조 방법은 적어도 칼슘 이온과 마그네슘 이온 중 어느 하나 또는 양쪽을 함유하는 하기 (1) 내지 (3) 중 어느 물과,
수용액 중에서 수소분자를 활성수소로 분해하는 수소분자 해리 흡착 촉매와,
상기 수소분자 해리 흡착 촉매를 수용하는 촉매 수용 용기를 구비하고,
또는
적어도 칼슘 이온과 마그네슘 이온 중 어느 하나 또는 양쪽을 함유하는 하기 (1) 내지 (3) 중 어느 물과,
수용액 중에서 수소 분자를 활성수소로 분해하고 일정 기간 상기 물을 유지하는 수소분자 해리 흡착 촉매를 구비하고,
상기 수소분자 해리 흡착 촉매와 상기 물을 접촉시키는 것을 특징으로 한다.
(1) 금속 마그네슘과 접촉된 물.
(2) 수소가스를 버블링 또는 고압인가에 의해 용해시킨 물.
(3) 전기분해된 물.
본 발명의 활성수소 용존수의 제조 방법에서 상기 (2)와 (3)의 물이 금속 마그네슘과 접촉된 물인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 활성수소 용존수의 제조 방법에서 상기 (1) 내지 (3)의 물을 촉매 수용 용기내에서 금속 마그네슘과 추가로 접촉시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 활성수소 용존수의 제조 방법에서 상기 수소분자 해리 흡착 촉매가 파라듐, 플래티나, 로듐, 루테늄, 아연, 지르코늄, 티탄, 하프늄, 바나듐, 니오브, 텅스텐, 철, 산화루테늄, 산화로듐, 산화구리, 산화아연, 산화지르코늄, 이산화규소, 산화티탄, 산화하프늄, 산화알루미늄, 산화바나듐, 산화니오브, 산화텅스텐, 및 산화철로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 활성수소 용존수의 제조 방법에서 상기 수소분자 해리 흡착 촉매가 이산화규소, 산화알루미늄, 산화지르코늄과 이산화티탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상의 금속산화물을 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 활성수소 용존수의 제조 방법에서 상기 수소분자 해리 흡착 촉매가 미리 산처리된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 활성수소 용존수의 제조 방법에서 상기 산처리에서 사용되는 산의 pH가 2.5 이상 4.5 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 활성수소 생성구는 수소분자를 활성수소로 분해하는 수소분자 해리 흡착 촉매와,
상기 수소분자 해리 흡착 촉매를 수용하는 촉매 수용 용기를 구비하는,
또는
수용액 중에서 수소분자를 활성수소로 분해하고, 일정 기간 상기 물을 유지하는 수소분자 해리 흡착 촉매를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 활성수소 생성구에서 금속 마그네슘을 상기 수소분자 해리 흡착 촉매를 수용하는 촉매 수용 용기에 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 활성수소 생성구에서 상기 수소분자 해리 흡착 촉매가 파라듐, 플래티나, 로듐, 루테늄, 아연, 지르코늄, 티탄, 하프늄, 바나듐, 니오브, 텅스텐, 철, 산화루테늄, 산화로듐, 산화구리, 산화아연, 산화지르코늄, 이산화규소, 산화티탄, 산화하프늄, 산화알루미늄, 산화바나듐, 산화니오브, 산화텅스텐 및 산화철로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 활성수소 생성구에서 상기 활성수소 생성구에 황산 칼슘·무수화물, 황산 칼슘·반수화물과 황산 칼슘·2수화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상이 추가로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 활성수소 생성구에서 상기 수소분자 해리 흡착 촉매가 고체산을 적어도 함유하는 수소분자 해리 흡착 촉매인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 활성수소 생성구에서 상기 고체산이 이산화규소, 산화알루미늄, 산화지르코늄과 이산화티탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상인 것을 특징으로 한다.
활성수소 용존수의 생성에서 수소분자 해리 흡착 촉매를 사용함으로써 장기간, 고농도의 활성수소가 용존된 물의 생성이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 활성수소 생성구의 예를 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 활성수소 생성구의 예를 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 활성수소 생성구의 예를 도시한 개념도이다.
도 4는 실시예 1의 수소 용존 농도를 도시한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 활성수소 생성구의 예를 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 활성수소 생성구의 예를 도시한 개념도이다.
도 4는 실시예 1의 수소 용존 농도를 도시한 그래프이다.
본 발명자가 보다 장기간, 보다 고농도의 활성수소가 용존된 활성수소 용존수를 수득하기 위해 여러 가지 검토를 거듭한 바, 이하의 사실을 발견했다.
우선, 수소분자를 활성수소로 분해하는 수소분자 해리 흡착 촉매로서 활성수소 용존수와 수소분자 해리 흡착 촉매를 갖는 금속이나 금속산화물에 접촉하게 함으로써, 2가의 알칼리 토류금속 이온 존재하에서 활성수소 용존수의 활성 수소 농도를 향상시키는 것을 발견했다.
또한, 수소분자의 분해에 의해 수득된 활성수소여도 단시간에 수소분자로 되돌아간다. 그래서, 분자수소를 수소분자 해리 흡착 촉매에 접촉시킴으로써 분해되어 생성된 활성수소를 장기간, 고농도로 활성수소 용존수 중에 존재시키는 방법을 발견했다.
본 발명의 활성수소 용존수는 적어도 칼슘 이온과 마그네슘 이온 중 어느 쪽이 또는 양쪽을 함유하고 금속 마그네슘과 접촉시킨 물 또는 수소풍부수(水素豊富水)를 수소분자 해리 흡착 촉매와 접촉시킴으로써 제조할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 물은 수돗물, 전기분해수 또는 미네랄 워터 등의 물 및 이들 물 또는 정제수에 칼슘 이온 또는 마그네슘 이온을 가한 물이 바람직하다. 물에 수소 가스(수소 분자)를 버블링 등의 수단에 의해 혼합하고, 또는 물이 들어간 용기를 (고압)수소가스(수소분자)로 채운 고압을 인가하는 등에 의해 조정한, 고농도의 수소가 용존된 수소풍부수를 사용해도 좋다. 수소풍부수의 경우에는 수소의 용존농도를 보존하기 위해, 알루미늄 파우치 등 수소 분자를 대기 방출시키기 어려운 용기를 활성수소 용존수를 수용하는 용기로 해도 좋다. 이온 교환수 등의 정제수를 사용한 경우에는 칼슘 이온이나 마그네슘 이온을 보충하기 위해 수용성의 이들 염을 물에 첨가할 필요가 있다.
연수, 초연수 등의 미네랄분이 적은 물에 대해서도 활성수소 용존농도를 높일 목적에서 이들 염을 물에 가하면 바람직하다.
그리고, 본 발명에서 사용하는 물 중 수소풍부수가 아닌 경우에는 금속 마그네슘과 접촉시킴으로써 활성수소를 용존시키는 물로 할 필요가 있다. 또한, 수소풍부수여도 활성수소 및 수소농도를 높일 목적으로 금속 마그네슘과 더욱 접촉시켜도 좋다. 물과 금속 마그네슘을 접촉시키는 것은 수소분자 해리 흡착 촉매와 접촉시킬 때 또는 수소분자 해리 흡착 촉매와 접촉시키기 전 중 어느쪽이어도 좋다. 금속 마그네슘과 물은 이하의 반응(반응식 1)에 의해 활성수소를 생성한다. 그리고, 활성수소를 생성하면 금속 마그네슘은 수산화마그네슘이 된다.
(반응식 1)
칼슘 이온이나 마그네슘 이온 등의 2가의 알칼리 토류금속의 이온이라는 것은 금속 마그네슘 등으로 생성한 활성수소를 안정화시키기 위한 구성요소이다. 본 발명에서 활성수소는 2가의 알칼리 토류금속 이온의 수화 이온에 의해 안정화되는 것으로 생각하고 있다. 활성수소가 2가의 알칼리 토류 금속이온으로 안정화되면, 10 시간 이상에 걸쳐 고농도의 활성수소를 수용액 중에서 유지하는 것이 가능해진다. 생체에 고효율적으로 들어가게 하기 위해서 2가의 알칼리 토류 금속이온으로서는 생체내(체액)에 비교적 고농도로 용해되어 있는 칼슘과 마그네슘 중 어느 것 또는 양쪽의 이온이 바람직하다. 이들 금속 이온은 세포막의 이온 채널에 의해 세포 내부에 들어가게 되므로, 안정화된 활성수소가 이들 금속이온과 함께 세포에 들어가는 것으로 생각하고 있다. 1가의 나트륨 이온이나 칼륨 이온도 세포막의 이온 채널을 통하여 세포 내부에 들어가지만, 이들 이온은 활성수소를 안정화시킬 수 없다. 따라서, 칼슘 이온 또는 마그네슘 이온이 활성 수소 용존수에 필수적이다.
안정화된 활성 수소는 열 등의 에너지에 의해 분자의 운동 속도가 가속되어 불안정화되므로, 활성수소 생성구의 관리를 제외하고, 활성수소 용존수를 자비(煮沸)하는 등, 수용액에 큰 에너지를 부가하는 것은 바람직하지 않다.
황산칼슘, 황산마그네슘 중 어느 하나 또는 양쪽을 활성수소가 생성하는 계내에 구비하면, 하기 반응식 2 또는 반응식 3의 반응이 진행되고, 금속 마그네슘의 표면에 수산화마그네슘이 형성되는 것을 억제한다.
(반응식 2)
(반응식 3)
황산칼슘은 무수화물, 반수화물, 2 수화물 중 어느 하나 또는 2 종 이상이어도 좋다(이하, 수화물과 무수화물을 황산 칼슘으로서 약기).
황산 칼슘을 활성수소 생성구에 구비하는 경우에는 입자상이나 로드(Rod)상의 황산 칼슘이나 황산 칼슘을 금속 마그네슘 등과 혼합하여 가압 성형한 집성물의 형태를 들 수 있다.
수중에서 용존 수소 분자를 활성수소로 분해하는 수소분자 해리 흡착 촉매로서는 참고문헌[J. R. Anderson, Structure of Metallic Catalysys, P14 Academic Press (1975)、게이이 도미나가 편, 촉매화학, P131, 도쿄화학동인, 1981년]에 기재된 파라듐, 플래티나, 로듐, 루테늄, 아연, 지르코늄, 티탄, 하프늄, 바나듐, 니오브, 텅스텐과 철로 이루어진 금속, 및 산화루테늄, 산화로듐, 산화구리, 산화아연, 산화지르코늄, 이산화규소, 산화티탄, 산화하프늄, 산화알루미늄, 산화바나듐, 산화니오브, 산화텅스텐과 산화철로 이루어진 산화물의 군으로부터 선택된 1 종 이상을 사용할 수 있다.
또한, 구리와 같은 수소분자의 흡착 에너지가 작은 것은 활성수소의 용존량을 증가시키는 효과가 적으므로, 본 발명의 활성 수소 분자 해리 흡착 촉매로서는 바람직하지는 않다.
이러한 수소분자 해리 흡착 촉매로서는 상기 촉매물질 단독 또는 이들의 촉매물질이 다른 재료에 담지된 재료여도 좋다. 또한, 수소분자 해리 흡착 촉매 작용을 갖는 촉매 물질을 함유하는 세라믹이나 광물 등의 혼합물 등이어도 좋다. 촉매물질을 담지시키는 재료로서는 세라믹 재료, 플라스틱 재료 등의 구조 재료를 사용할 수 있다. 이와 같은 재료로서는 물에 용해되지 않는 재료인 것이 필요하다.
상기에 든 수소분자 해리 흡착 촉매 중에서도 산화지르코늄과 산화티탄을 함유하는 세라믹이 보다 바람직하다. 이 촉매의 활성수소 생성용도에서의 수소 분해 촉매 능력은 백금보다도 양호한 촉매능을 갖고, 또한 저렴한 것이 바람직하다.
수소 분자를 활성수소로 분해하는 수소분자 해리 흡착 촉매는 물에 대해서 난용성인 것이 바람직하다. 또한, 미량을 섭취해도 인체에 무해 또는 거의 무해한 수소분자 해리 흡착 촉매를 사용하는 것이 바람직하다.
수소분자 해리 흡착 촉매를 세라믹에 담지시켜 사용하는 경우, 수소분자 해리 흡착 촉매는 수소분자 해리 흡착 촉매로서 상기에 나타낸 금속이나 금속산화물(수소분자 해리 흡착 촉매 물질), 또는 그 전구체를 함유하는 세라믹 원료를 소결하는 등의 수단으로 수소분자 해리 흡착 촉매를 세라믹에 담지시킨 형태의 것이 바람직하다. 수소분자 해리 흡착 촉매의 함유율은 특별히 한정되지 않지만, 수소분자 해리 흡착 촉매능이 너무 낮으면, 수소분자 해리 흡착 촉매의 효과가 작아진다. 그래서, 수소분자 해리 흡착 촉매는 수소분자 해리 흡착 촉매를 담지한 세라믹에 대해서 10 중량% 이상 함유되어 있는 것이 바람직하다.
세라믹에 수소분자 해리 흡착 촉매를 담지시키는 방법은 수소분자 해리 흡착 촉매 물질이나 그 전구체 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 세라믹의 원료와 혼합하여 소결하는 방법, 세라믹에 샌드블러스트 또는 도금 등의 수단에 의해 수소분자 해리 흡착 촉매 물질을 부여하는 방법 등이 바람직하다. 이하에 설명한 산처리를 실시하는 경우에는 수소분자 해리 흡착 촉매를 세라믹에 담지시키는 면적은 세라믹 표면의 20 % 이상 80 % 이하인 것이 바람직하다. 80 % 보다 높으면 경제성이 우수하지 않고, 또한 20 % 보다 낮으면 수소분자 해리 흡착 촉매능이 낮아져 바람직하지 않다.
활성수소 용존수 중에서 활성수소를 더욱 고농도로 하기 위해서는 수소분자 해리 흡착 촉매에 의해 생성된 활성수소를 안정화시키는 수화 이온이 촉매의 근방에 존재하게 할 필요가 있다. 수소분자 해리 흡착 촉매로서 고체산을 사용하여 중성 영역의 수용액 중에서 수소분자 해리 흡착 촉매의 표면을 전기적 음성(陰性)으로 대전시킴으로써, 물분자를 배위(配位)한 칼슘 이온 또는 마그네슘 이온을 정전 인력에 의해 촉매와 상호 작용시키고, 이들을 근방에 존재시킬 확률을 높이고 있다. 촉매와 칼슘 이온 또는 마그네슘 이온이 근방에 존재하고 있으면, 수소분자 해리 흡착 촉매에서 발생한 활성수소가 칼슘 또는 마그네슘의 수화이온으로 안정화되기 쉬워져 있는 것으로 생각하고 있다.
이와 같은 표면이 음성으로 대전된 수소분자 해리 흡착 촉매는 전기적 인력에 의해 칼슘이나 마그네슘 등의 알칼리 토류 금속의 수화 이온(양성)을 근방에 불러 들이기 쉬워져 수소분자 해리 흡착 촉매의 근방에 수화 이온이 존재할 확률이 높아진다. 그리고, 활성수소를 흡착하는 것으로 생각되는 수화 이온이 수소분자 해리 흡착 촉매의 근방에 존재하기 쉬워지므로, 수화 이온이 수소분자 해리 흡착 촉매에 의해 생성된 활성수소를 흡착할 확률도 상승한다.
또한, 수소분자 해리 흡착 촉매의 원료에는 고체 염기가 포함되어 있는 것이 있다. 수소분자 해리 흡착 촉매에 고체 염기가 포함되는 경우에는 수소분자 해리 흡착 촉매에 함유되는 최고 산강도나 산성도가 저하되므로, 수소분자 해리 흡착 촉매활성이나 수소분자 해리 흡착 촉매가 대전된 전하의 음성도가 저하될 우려가 있다. 그래서, 수소분자 해리 흡착 촉매에 산처리를 실시하고, 수소분자 해리 흡착 촉매로부터 고체 염기를 제거하는 것이 바람직하다.
수소분자 해리 흡착 촉매에 산처리를 실시하여 용이하게 제거 가능한 고체 염기로서는 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화칼륨, 산화나트륨 등을 들 수 있다.
수소분자 해리 흡착 촉매에 고체 염기가 포함되는 경우에는 상기 산처리를 하는 것이 바람직하고, 고체산이 용해되지 않을 정도의 산으로 고체염기를 용해하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 수소분자 해리 흡착 촉매를 제조할 때, 원료에 고체염기가 포함되는 경우에는 그 고체 염기가 산 가용(可溶)인 원료를 사용하는 것이 바람직하고 또한 산 이용성(易溶性)인 것이 보다 바람직하다.
또한, 수소분자 해리 흡착 촉매에 구리나 산화구리 등이 포함되는 경우, 이들이 용해되면 수소분자 해리 흡착 촉매가 보다 산성이 되는 것으로 생각된다. 이 때문에, 구리나 산화구리 등도 고체염기와 동일하게 산처리에 의해 용해시키는 것이 바람직하다.
산처리의 방법은 소정의 pH로 조정한 산 용액에 수소분자 해리 흡착 촉매를 침지하는 방법, 산 용액으로 수소분자 해리 흡착 촉매를 세정하는 방법 중 어느 한쪽 또는 양쪽이 바람직하다. 산 용액의 pH에도 따르지만, 산 처리를 충분히 실시하기 위해 산 용액에 수소분자 해리 흡착 촉매를 침지하는 경우에는 7 분 이상 침지하는 것이 바람직하고 산 용액으로 수소분자 해리 흡착 촉매를 세정하는 경우에는 복수회 세정하는 것이 바람직하다. 또한, 침지하여 산 처리하는 경우에는 교반기 등을 사용해서 교반하여 처리해도 좋다. 또한, 산 처리를 실시한 후에는 수돗물 등으로 충분히 헹구는 것이 바람직하다.
산 처리에 사용하는 산은 수소분자 해리 흡착 촉매 중의 고체염기를 용해하고, 고체산을 용해시키지 않고 수소분자 해리 흡착 촉매의 활성에 악영향이 없는 것이 바람직하다.
또한, 고체산의 산성점 이하의 pH가 아니어도 좋으므로, 산처리에 사용하는 산은 pH 2.5 이상 4.5 이하의 산인 것이 바람직하다. 그 중에서도 pH가 약 3.5의 산이 보다 바람직하다. pH 2.5 이상 4.5 이하의 산으로서는 황산, 질산, 염산, 인산, 아세트산, 수산, 락트산, 포름산, 시트르산 등을 수소분자 해리 흡착 촉매에 함유되는 고체산이나 고체염기에 따라서 1 종 이상 사용하여, 소정의 pH로 조절한 용액을 산처리에 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 고체산으로서는 공지의 고체산을 들 수 있다. 그 중에서도 내산성 및 수소분자 해리 흡착 촉매능을 고려하면 이산화규소, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 이산화티탄 등의 금속산화물인 것이 바람직하다.
수소분자 해리 흡착 촉매에 함유되는 고체산의 단체나 고체산의 전구체를 포함하는 원료를 혼합하여 임의의 형상으로 성형하여 소성하면 좋다.
다음에 활성수소 생성구의 형태에 대해서 몇가지 예를 들어 설명한다. 활성수소 생성구의 기본 구성은 수소분자를 활성수소로 분해하는 수소분자 해리 흡착 촉매와, 수소분자 해리 흡착 촉매를 수용하는 촉매 수용 용기이다. 촉매 수용 용기로서는 페트병 등의 음용용기, 음용용기 중에 투입하는 용기, 물을 저장하는 탱크 등 수소분자 해리 흡착 촉매를 일정한 장소에 유지시키는 용기를 예로서 들 수 있다. 그 밖에도 수소분자 해리 흡착 촉매가 물을 일정기간 유지하고 접촉되는 것이 가능하도록, 수도관 중의 필터 등으로 칸막이된 영역(공간)에 수소분자 해리 흡착 촉매를 배치, 정수기 등의 여과구의 여과층에 사용하는 등의 촉매 수용 용기로서의 기능을 겸비한 수소분자 해리 흡착 촉매를 기본구성으로 하는 활성수소 생성구의 형태도 있다.
특히 촉매 수용 용기가 음용용기 또는 음용용기 중에 투입하는 용기 등의 수소분자 해리 흡착 촉매를 잘못해서 마실 우려가 있는 경우에는, 잘못 마시는 것을 방지하기 위해 음용구 부근 등에 필터를 설치하는 것이 바람직하다. 본 발명의 활성수소 생성구는 수소분자 해리 흡착 촉매가 수소분자를 수소원자로 분해하기 위해, 일정 기간은 물을 유지할 필요가 있다. 이 일정 기간은 활성수소 생성구의 형태에도 따르지만, 칼슘 이온 또는 마그네슘 이온을 함유하고 활성 수소 또는 수소 분자를 함유하는 물과 수소분자 해리 흡착 촉매가 접촉할 수 있는 시간이 있으면 좋다. 따라서, 정수기 필터 등과 같이 매우 단시간밖에 물을 유지하지 못하는 것이어도 좋다. 이 일정 기간은 수소분자를 수소원자로 분해하는 시간이므로 긴 편이 좋다. 또한, 수소분자 해리 흡착 촉매를 수용하는 용기에는 금속 마그네슘의 용해 상태 등을 외부로부터 용이하게 볼 수 있도록 가시화하기 위한 투광성 부재를 적어도 일부에 사용한 것이어도 좋다.
수소분자 해리 흡착 촉매는 촉매 수용 용기를 사용하는 경우, 촉매 수용 용기 내부에 입자상 등의 물질을 넣은 형태, 촉매 수용 용기 외부에 점착한 형태, 촉매 수용 용기 중 적어도 일부를 수소분자 해리 흡착 촉매로 구성한 형태 등 활성 수소를 생성시키는 계 내에 존재한 형태를 예로 들 수 있다.
수소분자 해리 흡착 촉매 그 자체가 촉매 수용 용기로서의 기능을 겸비하는 경우의 수소분자 해리 흡착 촉매는 물이 흐르는 도수관에 사용하는 형태나 도수관의 일부에 촉매 영역을 형성하는 형태, 물을 저장하는 용기 그 자체에 사용하는 형태를 예로 들 수 있다.
다음에 도면을 사용하여 활성수소 생성구의 형태에 대해서 설명한다.
또한, 이하에 나타내는 개념도 중의 물질의 크기나 형태는 예이고, 도면의 것에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 제 1 활성수소 생성구에 대해서 설명한다. 제 1 활성수소 생성구의 형태의 개념은 물을 넣는 용기에 수소분자 해리 흡착 촉매나 금속 마그네슘을 넣는 형태이다. 구체예로서는 물(3)이 든 음용 용기(1)에 금속 마그네슘(2-1)과 수소분자 해리 흡착 촉매(2-2)를 무수한 미소구멍을 구비한 활성수소 생성용기(촉매 수용 용기)(2)에 넣은 형태이고, 도 1의 (A)에 그 개념도를 도시한다. 음용 용기(1)는 예를 들어 플라스틱제의 용기이다. 활성수소 생성용기(2)의 미소구멍을 통하여 물(3)이나 활성수소 등이 이동할 수 있도록 되어 있다.
또한, 다른 구체예로서 도 1의 (B)의 개념도와 같이 도 1의 (A)와 달리 수소분자 해리 흡착 촉매(4)를 활성수소 생성 용기(2)의 외부에 구비하고, 음용 용기(1)를 본 발명에서 말하는 촉매 수용 용기로 하는 형태이어도 좋다. 또한, 활성수소 생성용기(2)에 황산칼슘을 첨가해도 좋다.
또한, 다른 구체예로서 도 1의 (C)의 개념도와 같이 도 1의 (A)와 달리 수소분자 해리 흡착 촉매만을 구비하기 위한 용기를 사용하지 않고, 페트병 등의 음용 용기(촉매 수용 용기)(1)에 금속 마그네슘(4-1)과 수소분자 해리 흡착 촉매(4-2)를 물(3)에 직접 첨가하고 배치시킨 형태이어도 좋다.
또한, 다른 구체예로서 도 1의 (D)의 개념도와 같이 도 1의 (A)와 달리 수소분자 해리 흡착 촉매만을 구비하기 위한 용기를 사용하지 않고, 페트병 등의 음용용기(촉매 수용 용기)(1)에 수소분자 해리 흡착 촉매(4)를 물(3)에 직접 첨가하여 배치시킨 형태이어도 좋다.
예를 들어, 제 2 활성수소 생성구에 대해서 설명한다. 제 2 활성수소 생성구의 형태의 개념은 제 1 활성수소 생성구에서 사용한 활성수소 생성용기의 변형예이다. 물(3)이 든 음용용기(1)에 금속 마그네슘과, 황산칼슘의 집성물(6)과, 수소분자 해리 흡착 촉매(7)를 상부 및 하부에 구멍(8, 9)과 마개(10)를 구비한 활성수소 생성용기(촉매 수용 용기)(5)에 넣은 형태이고, 도 2에 그 활성수소 생성용기의 개념도를 나타낸다. 물 및 활성수소의 이동을 고려하면, 활성수소 생성용기의 상부에 구비된 구멍(8)은 1 이상, 하부에 구비된 구멍(9)은 2 이상인 것이 바람직하다.
도 2와 같이 마개(10)를 구비한 활성수소 생성용기(5)를 사용한 경우, 마개(10)를 벗겨 활성수소 생성용기 중의 잔존물을 확인하는 것이나, 금속 마그네슘과 황산칼슘을 보충하는 것이 용이하다.
수소분자 해리 흡착 촉매를 활성수소 생성용기 밖에 구비하는 경우에는 페트병 등의 촉매 수용 용기의 음용구로부터 넣는 것이 가능하고, 음용구로부터 밖으로 나오기 어려운 정도의 크기 또는 무게가 바람직하다. 촉매기능을 높일 목적으로 수소분자 해리 흡착 촉매의 표면에는 요철이 많은 것이 바람직하다. 또한, 활성수소 생성용기가 수중에서 드는 경우에는 활성수소 생성용기에 추를 부착하는 등으로 활성수소 용존수에 뜨지 않도록 해도 좋다. 또한, 금속 마그네슘이나 수소분자 해리 흡착 촉매를 구멍을 갖는 가라앉기 쉬운 별도의 용기에 넣은 형태이어도 좋다.
활성수소 생성용기는 다공질 소결 폴리에틸렌 등의 폴리머, 스텐레스 등의 금속, 또는 이들을 차광성으로 한 재료로 형성된 것을 들 수 있다. 또한, 수소분자를 활성수소로 분해하는 수소분자 해리 흡착 촉매를 활성수소 생성용기의 재료에 일부 또는 전부 사용한 것으로 해도 좋고, 이와 같은 경우 활성수소 생성용기 자체를 수소분자 해리 흡착 촉매로 할 수 있다. 또한, 활성수소 생성용기에 수소분자 해리 흡착 촉매를 사용한 경우에는 활성수소 생성용기를 두껍게 하는 등의 수단을 강구하여 활성수소 생성용기가 파손되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 활성수소 생성용기에는 하나 이상의 구멍이 구비되어 있고, 구멍의 크기는 적어도 활성수소와 물이 이동 가능한 크기가 바람직하다. 또한, 구멍의 크기는 금속 마그네슘, 수소분자 해리 흡착 촉매, 수산화마그네슘이 활성수소 생성용기 밖으로 이동할 수 없을 정도의 크기가 바람직하다. 그 때문에, 활성수소 생성용기의 두께에도 따르지만, 미소한 구멍을 무수하게 구비하는 경우, 그 구멍의 크기는 50 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하가 바람직하고, 또한 100 ㎛ 이상 170 ㎛ 이하가 보다 바람직하다. 또한, 황산칼슘과 금속 마그네슘의 집성물을 활성수소 생성용기에 구비하는 경우는 그 조성물보다 작은 구멍이면 좋고, 예를 들어 수 ㎜이면 좋다.
또한, 금속 마그네슘의 크기는 0.1 ㎜ 이상 2.0 ㎜ 이하인 것이 바람직하다. 0.1 ㎜ 보다 작으면 단기간에 모두 용해되는 점이 바람직하지 않고, 2.0 ㎜ 보다 크면 금속 마그네슘이 완전히 용해되지 않을 우려가 있어 바람직하지 않다.
활성수소 생성구에 함유되는 금속 마그네슘과 수소분자 해리 흡착 촉매의 함유비는 금속 마그네슘을 100 질량부로 한 경우, 수소분자 해리 흡착 촉매는 50 질량부 이상인 것이 바람직하다. 금속 마그네슘의 함유 비율이 낮으면 활성수소의 생성이 충분하지 않을 우려가 있어 바람직하지 않다.
예를 들어, 제 3 활성수소 생성구에 대해서 설명한다. 제 3 활성수소 생성구의 형태의 개념은 상기 제 1, 2 형태와 달리 용기, 관, 부재 등에 일정 기간 물을 유지하는 수소분자 해리 흡착 촉매를 사용한 형태이다. 제 3 활성수소 생성구의 형태인 경우에도 금속 마그네슘을 사용해도 좋다. 도 3의 (A)의 개념도는 물(3)을 넣는 용기를 수소 분자 해리 흡착 촉매로 이루어진 수소분자 해리 흡착 촉매 용기(11)로 한 형태이다. 수소분자 해리 흡착 촉매 용기(11)에 추가로 상기 활성수소 생성구의 형태로 나타낸 금속 마그네슘, 활성수소 생성용기나 황산 칼슘을 첨가해도 좋다.
또한, 도 3의 (B)의 개념도와 같이 물(3)이 지나는 도수관(12) 중에 수소분자 해리 흡착 촉매(13)를 배치한 형태이다. 상기 형태에서는 수소분자 해리 흡착 촉매(13)를 일정한 장소에 유지하기 위해 필터(14)를 설치하고 있다. 상기 형태에서는 필터(14)로 칸막이된 영역이 일정 기간 물을 유지하는 수소분자 해리 흡착 촉매이다.
또한, 도 3의 (C)의 개념도와 같이 정수기 등의 여과층의 일부에 수소분자 해리 흡착 촉매(16)를 사용한 형태이고, 상기 도면의 예에서는 다른 여과층(17)의 하부에 수소분자 해리 흡착 촉매(16)를 배치한 수소분자 해리 흡착 촉매 층(15)을 설치하고 있다. 상기 형태에서는 수소분자 해리 흡착 촉매 층(15)이 물을 일정 기간 유지하는 수소분자 해리흡착촉매이다.
(실시예)
이하, 실시예를 사용하여 발명을 보다 상세하게 설명한다.
여기에서, 용존 수소는 교에이덴시겐큐쇼제의 용존수소계 KM2100DH형으로 계측했다. 또한, 상기 용존수소계는 상기 수소분자(H2) 또는 활성수소(H)의 총계(㎎/l)를 계측하는 것이다.
(실시예 1-8, 비교예 1)
본 실시 형태에서는 도 1의 (B)의 개념도와 같은 예를 들어 페트병과 같은 음용 용기(1)에 넣어진 평균직경이 1.0 ㎜의 금속 마그네슘(2-1)을 7 g 충전한 소결 폴리에틸렌제의 활성수소 생성용기(2)와 표 1의 수소분자 해리 흡착 촉매 입자(4)를 7 g 촉매 수용 용기에 구비한 활성수소 생성구를 사용한다. 또한, 실시예 1-3의 소결 폴리에틸렌제의 활성수소 생성용기(2)는 약 평균 120 ㎛ 직경의 무수한 구멍을 구비하고 있다.
실시예 1의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 ZrO2 함유 세라믹은 SiO2, Al2O3, Fe2O3를 합계 60 중량% 이상 포함하고, CaO, MgO를 합계 5 중량% 이하 포함하며, ZrO2를 30 중량% 포함하는 원료를 혼합하여, 소결한 평균 직경이 4 ㎜의 세라믹이다. 그리고, pH가 약 3.5의 묽은 염산(希鹽酸)으로 복수회 세정하고 수돗물로 수소분자 해리 흡착 촉매를 잘 세정했다.
실시예 2의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 백금 담지 세라믹은 99 % 알루미나(99 %; Al2O3 1%; SiO2, MgO, Na2O)의 세라믹에, 세라믹의 표면 중 적어도 일부를 덮도록 평균 직경 10 ㎛의 백금을 도금한 평균 직경이 4 ㎜인 세라믹이다.
또한, 실시예 2의 수소분자 해리 흡착 촉매에는 산처리를 실시하고 있지 않다.
실시예 3의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 CrO2 함유 세라믹은 SiO2, Al2O3, Fe2O3를 합계 60 중량% 이상 포함하고, CaO, MgO를 합계 5 중량% 이하 포함하며, CrO2를 30 중량% 포함하는 원료를 혼합하고 소결한 평균 직경이 4 ㎜인 세라믹이다.
실시예 4의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 CrO2 함유 세라믹은 실시예 4의 CrO2 함유 세라믹을 pH가 약 3.5의 묽은 염산으로 복수회 세정하고, 수돗물로 수소분자 해리 흡착 촉매를 잘 세정한 것이다.
실시예 5의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 ZrO2TiO2 함유 세라믹은 SiO2, Al2O3, Fe2O3를 계 50 중량% 이상 포함하고, CaO, MgO를 계 5 중량% 이하 포함하고, ZrO2과 TiO2를 계 40 중량% 포함하는 원료를 혼합하고 소결한 평균 직경이 4 ㎜의 세라믹이다.
실시예 6의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 ZrO2TiO2 함유 세라믹은 실시예 6의 ZrO2TiO2 함유 세라믹을 pH가 약 3.5의 묽은 염산으로 복수회 세정하고, 수돗물로 수소분자 해리 흡착 촉매를 잘 세정한 것이다.
실시예 7의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 W2O 함유 세라믹은 SiO2, Al2O3, Fe2O3를 계 80 중량% 이상 포함하고 CaO, MgO를 계 5 중량% 이하 포함하며, W2O를 10 중량% 포함하는 원료를 혼합하여 소결한 평균 직경이 4 ㎜의 세라믹이다.
실시예 8의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 W2O 함유 세라믹은 실시예 8의 W2O 함유 세라믹을 pH가 약 3.5의 묽은 염산으로 복수회 세정하고 수돗물로 수소분자 해리 흡착 촉매를 잘 세정한 것이다.
비교예 1의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 구리는 약 100 ㎜×170 ㎜×0.1 ㎜의 판형상의 것이다.
또한, 비교예 1의 수소분자 해리 흡착 촉매에는 산처리를 실시하고 있지 않다.
마그네슘 입자 7 g과 수소분자 해리 흡착 촉매 입자 7 g(비교예 1 만 약 16 g)이 든 활성수소 생성 용기(2)를 2000 ㎖의 수돗물이 든 페트병에 넣고 실온에서 48시간 정치한 후에 활성수소 생성구를 페트병으로부터 취출하고, 그 후의 용존수소량 [㎎/l](수소분자와 활성수소의 합)의 경시적 변화를 조사했다. 그 결과를 도 4에 도시한다.
실시예 1의 수소용존량의 경시적 변화를 도시한 도 4의 그래프로부터, 활성수소 생성구를 취출하고 나서 약 15 시간 후에 변곡점이 있는 것을 알 수 있다. 상기 변곡점 전까지는 활성수소와 수소분자의 감소를 나타내고, 상기 변곡점의 후는 수소분자의 감소를 나타내고 있다. 또한, 도 4의 그래프의 종축은 로그로 나타내고 있다. 따라서, 변곡점 이후의 수소 용존량의 플로트데이터로부터 수득된 근사곡선의 절편의 값(Bx)이 활성수소 생성구를 페트병으로부터 취출했을 때의 수소분자 용존량(Bx)이고, 활성수소 생성구를 페트병으로부터 취출했을 때의 수소용존량(Ax)으로부터 수소분자 용존량(Bx)를 뺀 값이 활성수소 용존수 생성 용기와 수소분자 해리 흡착 촉매를 페트병으로부터 취출했을 때의 활성수소 용존량(Cx)을 나타낸다.
실시예 1-8 및 비교예 1의 활성수소 생성구를 페트병으로부터 취출했을 때의 수소용존량(Ax), 수소분자 용존량(Bx) 및 활성수소 용존량(Cx)을 표 2에 나타낸다.
(실시예 9-12, 비교예 2)
본 실시 형태에서는 도 2의 개념도와 같이 예를 들어 페트병과 같은 음용 용기(1)에 넣어진 금속 마그네슘, 황산칼슘 및 수소분자 해리 흡착 촉매를 10:1:10의 질량 비율로 충전(합계 15 g)한 플라스틱제의 활성수소 생성용기(5)를 구비한 활성수소 생성구를 사용한다. 또한, 평균직경이 10 ㎜인 황산칼슘 중에 평균직경이 0.2 ㎜의 금속 마그네슘을 함유하는 집성물(6)과, 수소분자 해리 흡착 촉매 입자(7)가 활성 수소 생성 용기(5)에 충전되어 있다. 또한, 플라스틱제의 활성수소 생성용기(5)는 상부에 1개와 하부에 2 내지 4 개의 도수용 1.5 ㎜의 구멍을 구비하고 있다.
실시예 9의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 ZrO2 함유 세라믹은 실시예 1과 동일한 수소분자 해리 흡착 촉매이다.
실시예 10의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 백금 담지 세라믹은 실시예 2와 동일한 수소분자 해리 흡착 촉매이다.
실시예 11의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 티탄 담지 세라믹은 99 % 알루미나의 세라믹에 샌드블러스트에 의해 세라믹 표면의 약 80 %를 덮도록 평균 직경 50 ㎛의 티탄을 분사한 평균 직경이 5 ㎜인 세라믹이다.
또한, 실시예 11의 수소분자 해리 흡착 촉매에는 산처리를 실시하지 않았다.
실시예 12의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 놋쇠는 평균 직경이 5 ㎜인 입자형상물이다.
또한, 실시예 12의 수소분자 해리 흡착 촉매에는 산처리를 실시하지 않았다.
비교예 2에서는 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매가 되는 금속 또는 금속산화물을 구비하지 않은 활성수소 생성구를 사용했다.
2000 ㎖의 수돗물이 든 페트병에 실시예 9-12, 비교예 2의 활성수소 생성용기를 2부 넣고, 실온에서 48 시간 정치한 후에, 실시예 1과 동일하게 수소 용존량을 해석하여 Ax, Bx 및 Cx를 구했다. Ax, Bx 및 Cx의 값을 정리한 표를 표 4에 나타낸다.
(실시예 13-20, 비교예 3-4)
본 실시 형태에서는 도 1의 (A)의 개념도와 같이 예를 들어 페트병과 같은 음용 용기(1)에 넣은 평균 직경이 1.0 ㎜의 금속 마그네슘(2-1) 및 표 5의 수소분자 해리 흡착 촉매(2-2)를 1:1의 질량 비율로 충전한 소결 폴리에틸렌제의 활성수소 생성용기(2)를 구비한 활성수소 생성구를 사용한다. 실시예 13-20 및 비교예 3-4의 소결 폴리에틸렌제의 활성 수소 생성 용기(2)는 평균 약 120 ㎛ 직경의 무수한 구멍을 구비하고 있다.
실시예 13의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 ZrO2 함유 세라믹은 산처리를 하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 동일한 수소분자 해리 흡착 촉매이다.
실시예 14의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 ZrO2 함유 세라믹은 실시예 1과 동일한 수소분자 해리 흡착 촉매이다.
실시예 15의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 백금 담지 세라믹은 실시예 1과 동일한 방법으로 산 처리한 실시예 2의 수소분자 해리 흡착 촉매이다.
실시예 16의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 티탄 담지 세라믹은 60 % 알루미나(60 %; Al2O3 40 %; SiO2, Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O)의 세라믹에 티탄을 담지시키고 실시예 1과 동일한 방법으로 산처리한 촉매이다.
실시예 17의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 티탄 담지 세라믹은 실시예 11과 동일한 수소분자 해리 흡착 촉매이다.
실시예 18의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 티탄 담지 세라믹은 실시예 11의 수소분자 해리 흡착 촉매를 실시예 1의 방법으로 산처리한 촉매이다.
실시예 19의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 놋쇠는 실시예 12의 수소분자 해리 흡착 촉매와 동일하다.
실시예 20의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 텅스텐은 평균 직경이 약 1.5 ㎜의 입자 형상물이다.
비교예 3의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 구리는 평균 직경이 약 2 ㎜의 입자 형상물이다.
비교예 4에서는 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매가 되는 금속 또는 금속산화물을 구비하지 않은 활성수소 생성구를 사용했다.
2000 ㎖의 수돗물이 든 페트병에 각각 실시예 15-23, 비교예 3-4의 활성수소 생성 용기 2부를 넣고, 실온에서 48시간 정치한 후에 실시예 1과 동일하게 수소 용존량을 해석하고 Ax, Bx 및 Cx의 값을 구했다. Ax, Bx 및 Cx의 값을 정리한 표를 표 6에 나타낸다.
(실시예 21-22, 비교예 5-8)
본 실시 형태에서는 도 1의 (C)의 개념도와 같이 예를 들어 페트병과 같은 음용 용기(1)에, 금속 마그네슘(4-1)과, 표 7의 수소분자 해리 흡착 촉매(4-2)와, 표 8의 염을 이온 교환수에 수소 가스를 버블링한 고농도 수소 용존수(3)에 첨가한 형태의 활성수소 생성구를 사용한다.
실시예 21, 22의 활성수소 생성구의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 백금 담지 세라믹은 실시예 2의 수소분자 해리 흡착 촉매와 동일하다.
2000 ㎖의 이온 교환수에 수소를 버블링한 고농도 수소용존수가 든 페트병에 금속 마그네슘 7 g과, 각각 실시예 21-22, 비교예 5-8의 수소분자 해리 흡착 촉매 7 g 및 염을 넣고, 실온에서 48 시간 정치한 후에, 금속 마그네슘과 수소분자 해리 흡착 촉매를 제거하여 실시예 1과 동일하게 수소 용존량을 해석하고, Ax, Bx 및 Cx를 구했다. Ax, Bx 및 Cx의 값을 구한 표를 표 9에 나타낸다.
(실시예 23-25)
본 실시 형태에서는 도 1의 (A)의 개념도와 같이, 예를 들어 페트병과 같은 음용 용기(1)에 수돗물(3)과, 금속 마그네슘(4-1)과, 표 10의 수소분자 해리 흡착 촉매(4-2)를 첨가한 형태의 활성수소 생성구를 사용한다.
실시예 23의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 ZrO2TiO2 함유 세라믹은 실시예 5의 수소분자 해리 흡착 촉매와 동일하다.
실시예 24의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 ZrO2 함유 세라믹은 실시예 1의 수소분자 해리 흡착 촉매와 동일하다.
실시예 25의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 백금 담지 세라믹은 실시예 2의 수소분자 해리 흡착 촉매와 동일하다.
2000 ㎖의 수돗물이 든 페트병에 금속 마그네슘 7 g과, 각각 실시예 23-25의 수소분자 해리 흡착 촉매 7 g을 넣고 실온에서 48 시간 정치한 후에 금속 마그네슘과 수소분자 해리 흡착 촉매를 제거하고, 실시예 1과 동일하게 수소 용존량을 해석하여 Ax, Bx 및 Cx를 구했다. Ax, Bx 및 Cx의 값을 정리한 표를 표 11에 나타낸다.
(비교예 9)
본 실시 형태에서는 시판의 알루미늄 파우치 용기에 고농도의 수소를 용존시킨 수소 용존수의 수소 용존 농도를 측정했다.
개봉 직후부터 수소 용존 농도를 측정한 바, 본 발명의 활성수소 용존수와는 달리 10 시간에 수소 용존 농도 변화의 변곡점이 있었다. 이는 측정 수온이 26 ℃ 정도이었으므로 방출 시간이 빨랐다고 생각된다. 또한, 비교예 9의 물은 불순물로서 포함되는 광물을 제외하고 활성 수소를 생성하는 촉매 등을 포함하지 않으므로, 활성수소 용존량은 매우 적은 것으로 생각된다.
(참고예 1-4, 비교예 10-11)
본 실시 형태에서는 이온 교환수에 표 12의 염을 첨가하고 표 12의 전류 밀도로 정전류 전기 분해를 실시하여 전기 분해 후의 물의 수소 용존 농도를 측정했다.
전기분해 후, 실시예 1과 동일하게 수소 용존량을 해석하고 Ax, Bx 및 Cx를 구했다. Ax, Bx 및 Cx의 값을 정리한 표를 표 13에 나타낸다.
(실시예 26-27, 비교예 12)
본 실시 형태에서는 도 1의 (D)의 개념도와 같이, 예를 들어 페트병과 같은 음용 용기(1)에 참고예 1에서 수득한 전기 분해수(3)와 표 14의 수소분자 해리 흡착 촉매(4)를 첨가한 형태의 활성수소 생성구를 사용한다.
실시예 26의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 백금 담지 세라믹은 실시예 2의 수소분자 해리 흡착 촉매와 동일하다.
실시예 27의 수소분자 해리 흡착 촉매에 사용한 ZrO2TiO2 함유 세라믹은 실시예 5의 수소분자 해리 흡착 촉매와 동일하다.
참고예 1에서 수득한 2000 ㎖의 전기 분해수가 들어간 페트병에 수소분자 해리 흡착 촉매 7 g을 넣고, 실온에서 5 분간 교반한 후에 수소분자 해리 흡착 촉매를 제거하고, 실시예 1과 동일하게 수소 용존량을 해석하여 Ax, Bx 및 Cx를 구했다. Ax, Bx 및 Cx의 값을 정리한 표를 표 15에 나타낸다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용한 활성수소 생성구는 모두 수개월간, 식용초로 세정하는 등의 관리를 필요로 하지 않아도, 고농도의 활성수소를 계속 생성했다.
또한, 어떤 실시예 및 비교예에서도 활성수소 생성구를 각각 넣고 실온에서 48 시간 정치한 후의 활성수소 용존수에 네슬러 시약을 사용하여 암모니아 테스트를 한 바, 용액이 약간 적갈색으로 착색된 것을 확인했다. 또한, 암모니아는 하버 보슈법 등의 방법으로 제조되어 있고, 상온상압의 조건하에서 수소 분자와 질소분자가 반응하고, 암모니아가 생성되는 것은 생각하기 어렵다. 그리고, 수돗물에 대해서 동일하게 암모니아 테스트를 해도 암모니아의 존재가 확인되지 않는 점에서, 활성수소와 물에 미량으로 용해되어 있는 질소가 반응하여 암모니아가 생성된 것으로 생각된다.
또한, 실시예, 비교예 중 어느 하나의 활성수소 용존수에서 네슬러 시약에서의 변색은 적고, 또한 맛이나 냄새는 양호했다.
상기에 기재한 활성수소 용존수 생성의 형태는 일례이고, 본 발명의 구성을 구비한 형태에서 당업자가 적절하게 설계 변경할 수 있는 모든 활성수소 생성 방법, 활성수소 생성구의 형태가 본 발명의 범위에 포함된다.
1: 음용 용기 2: 활성수소 생성용기
2-1: 금속 마그네슘 2-2: 수소분자 해리흡착촉매
3: 물 4: 수소분자 해리흡착촉매
4-1: 금속 마그네슘 4-2: 수소분자 해리흡착촉매
5: 활성수소 생성용기
6: 금속 마그네슘과 황산칼슘의 집성물 7: 수소분자 해리흡착촉매
8: 구멍 9: 구멍
10: 마개 11: 수소분자 해리흡착촉매 용기
12: 도수관 13: 수소분자 해리흡착촉매
14: 필터 15: 수소분자 해리흡착촉매층
16: 수소분자 해리흡착촉매 17: 다른 여과층
2-1: 금속 마그네슘 2-2: 수소분자 해리흡착촉매
3: 물 4: 수소분자 해리흡착촉매
4-1: 금속 마그네슘 4-2: 수소분자 해리흡착촉매
5: 활성수소 생성용기
6: 금속 마그네슘과 황산칼슘의 집성물 7: 수소분자 해리흡착촉매
8: 구멍 9: 구멍
10: 마개 11: 수소분자 해리흡착촉매 용기
12: 도수관 13: 수소분자 해리흡착촉매
14: 필터 15: 수소분자 해리흡착촉매층
16: 수소분자 해리흡착촉매 17: 다른 여과층
Claims (14)
- 활성 수소 용존수의 제조 방법으로서,
적어도 칼슘 이온과 마그네슘 이온 중 어느 하나 또는 양쪽을 함유하는 하기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나의 물,
수용액 중에서 수소 분자를 활성 수소로 분해하는 수소 분자 해리 흡착 촉매, 및
상기 수소 분자 해리 흡착 촉매를 수용하는 촉매 수용 용기를 구비하거나,
또는
적어도 칼슘 이온과 마그네슘 이온 중 어느 하나 또는 양쪽을 함유하는 하기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나의 물, 및
수용액 중에서 수소 분자를 활성 수소로 분해하고, 일정 기간 상기 물을 유지하는 수소 분자 해리 흡착 촉매를 구비하며,
상기 수소 분자 해리 흡착 촉매와 상기 물을 접촉시키는 것을 특징으로 하는 활성 수소 용존수의 제조 방법:
(1) 금속 마그네슘과 접촉된 물;
(2) 수소 가스를 버블링 또는 고압 인가에 의해 용해시킨 물;
(3) 전기 분해한 물. - 제 1 항에 있어서,
상기 (2)와 (3)의 물이 금속 마그네슘과 접촉된 물인 것을 특징으로 하는 활성 수소 용존수의 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 (1) 내지 (3)의 물을 촉매 수용 용기내에서 금속 마그네슘과 추가로 접촉시키는 것을 특징으로 하는 활성 수소 용존수의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수소 분자 해리 흡착 촉매는 파라듐, 플래티나, 로듐, 루테늄, 아연, 지르코늄, 티탄, 하프늄, 바나듐, 니오브, 텅스텐, 철, 산화루테늄, 산화로듐, 산화구리, 산화아연, 산화지르코늄, 이산화규소, 산화티탄, 산화하프늄, 산화알루미늄, 산화바나듐, 산화니오브, 산화텅스텐 및 산화철로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 활성 수소 용존수의 생성 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 수소 분자 해리 흡착 촉매는 이산화규소, 산화알루미늄, 산화지르코늄 및 이산화티탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상의 금속산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는 활성 수소 용존수의 생성 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 수소 분자 해리 흡착 촉매는 미리 산처리되는 것을 특징으로 하는 활성 수소 용존수의 제조 방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 산처리에서 사용되는 산의 pH는 2.5 이상 4.5 이하인 것을 특징으로 하는 활성 수소 용존수의 제조 방법. - 수소 분자를 활성 수소로 분해하는 수소 분자 해리 흡착 촉매, 및
상기 수소 분자 해리 흡착 촉매를 수용하는 촉매 수용 용기를 구비하는 것을 특징으로 하는 활성 수소 생성구(生成具). - 제 8 항에 있어서,
금속 마그네슘을 상기 촉매 수용 용기에 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 활성 수소 생성구. - 수용액 중에서 수소 분자를 활성 수소로 분해하고 일정 기간 물을 유지하는 수소 분자 해리 흡착 촉매를 구비하는 것을 특징으로 하는 활성 수소 생성구.
- 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수소 분자 해리 흡착 촉매는 파라듐, 플래티나, 로듐, 루테늄, 아연, 지르코늄, 티탄, 하프늄, 바나듐, 니오브, 텅스텐, 철, 산화루테늄, 산화로듐, 산화구리, 산화아연, 산화지르코늄, 이산화규소, 산화티탄, 산화하프늄, 산화알루미늄, 산화바나듐, 산화니오브, 산화텅스텐 및 산화철로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 활성 수소 생성구. - 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 활성 수소 생성구에 황산칼슘·무수화물, 황산칼슘·반수화물 및 황산칼슘·2수화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상이 추가로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 활성 수소 생성구. - 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수소 분자 해리 흡착 촉매는 고체산을 적어도 함유하는 수소 분자 해리 흡착 촉매인 것을 특징으로 하는 활성 수소 생성구. - 제 13 항에 있어서,
상기 고체산은 이산화규소, 산화알루미늄, 산화지르코늄 및 이산화티탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 활성 수소 생성구.
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