CN105084468A - 制造富氢水合金陶瓷材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于环保新材料技术领域，具体涉及一种制造富氢水合金陶瓷材料及其制备方法和应用。所述合金陶瓷材料由如下重量百分数的原料制成：基材组分30-85份、富氢组分20-60份、抗菌组分2-25份和粘结剂3-30份；其中，基材组分由电气石、水元石、氧化硅、氧化钙和沸石制成；富氢组分由金属镁粉、氧化镁粉和KDF合金粉末制成；抗菌组分由氧化锌、氧化钛和氧化铈制成；粘结剂为高纯蒸馏水、羧丙基纤维素或膨润土中的一种或几种。所述合金陶瓷材料具有制造弱碱水、负电位水和富氢水三大功能，还具有抗菌和活化水作用。本发明同时提供其制备方法和应用，工艺简单、易于实现，应用到***、净水壶和水杯等产品中。

Description

制造富氢水合金陶瓷材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于环保新材料技术领域，具体涉及一种制造富氢水合金陶瓷材料及其制备方法和应用。
背景技术
医学研究表明很多疾病，包括衰老在内都是由于体内积累了没法及时清除的自由基造成的。自由基是人体细胞在代谢过程中产生一类非常活泼、有很强氧化作用的化学物质，也叫活性氧。自由基攻击生命大分子会造成组织细胞损伤，是引起机体衰老的根本原因，也是诱发肿瘤等恶性疾病的重要起因。过多的活性氧自由基会产生破坏行为，导致人体正常细胞和组织的损坏，从而引起多种疾病，如心脏病、老年痴呆症、帕金森病和肿瘤等。此外，外界环境中的阳光辐射、空气污染、烟尘、农药等都会促使人体产生更多活性氧自由基，导致核酸突变，这是人类衰老和患病的根源。
而含氢气的水具有清除生物体内自由基的功效。氢气本身就是一种最佳抗氧化剂，因为氢气分子很微细，进入体内能快速渗透至全身，并穿透细胞膜，带走当中很难消除的恶性活性氧，将其合成水排出体外，而不会影响其它良性活性氧及身体功能的运作。最重要的是能把被破坏及氧化了的细胞复原。水中的“氢”具有最强的还原能力，我们常吃的大部分抗氧化剂，如维他命，并不容易穿过细胞膜，且不能针对性地只把恶性活性氧消灭，更何况吃下大量维他命，亦难于体内储存及吸收。根据日本太田成男教授所做的实验分析，氢气的抗氧化能力及细胞复原能力是目前为止最厉害的。
富氢水，顾名思义就是富含氢气的水，日文是“水素水”。富含氢离子的水素水(HydrogenWater)，即为氢还原水，与普通的水不同，通过其还原力，可清除体内过剩的活性氧(氧自由基)。富氢水不仅洁净，有氢有能量，都是呈现小分子活水团，还可净化血液，使血液畅通，代谢旺盛，预防多种疾病，增进人体健康。2007年7月，日本医科大学学者在《自然医学》报道，动物呼吸2％的氢气就可有效清除自由基。
目前制造富氢水技术主要有以下三种：一是直流电电解水制备氢气，产生的氢气部分溶于水中成为富氢水；二是将氢气直接充入水中制备成含氢的富氢水；三是天然陶瓷材料微电解制备氢气，产生的氢气溶于水中成富氢水。以上三种方法各有优缺点，其中直流电电解制氢技术比较成熟，但制造成本高，易产生臭氧异味等缺点，导致该产品市场推广比较缓慢。如专利201510126957.5，一种便携式富氢水杯；专利201410679373.6，一种富氢水棒；专利201280061730.1，水素水制造装置。这些专利中介绍的方法，存在制造成本较高，且在制造富氢水的同时易产生臭氧，导致水中异味较大，缺少微量元素和弱碱性，短时间内就还原为普通水等缺点。但电解水制氢技术可制备得到高浓度氢水，适合作为治疗用水，但作为日常饮用富氢水进行保健，反而不利于身体健康。
将氢气充入水中制备的富氢水，存在存储困难和氢挥发等问题，有一定的局限性，只能用于制备成袋装或灌装的氢水销售。例如，专利CN201410166247.0，一种富氢水的制备工艺，将复合材料混合物加热制成富氢水球，装入密闭的反应罐中，通入脱气后的纯净水，搅拌制得富氢水，经过滤灌装制成。制成的水中氢分子含量是普通弱碱性离子水的20倍。但该方法只能进行灌装储存，不能随时随地制备氢水，且携带不方便。
天然陶瓷材料微电解制氢，一般采用托玛琳(电气石)、金属镁粉等材料复合或直接采用镁颗粒、镁棒等活波金属微电解制备氢水，但以上材料存在时效性差，制氢含量低，碱性不可控，且易析出沉淀物等缺点，严重影响水的口感。同时，镁颗粒和镁棒等活波金属极易在空气环境下氧化，一旦氧化后基本不再起作用，且在水中易溶出过量的镁离子，导致水中镁离子超标。就目前市场情况看，以上产品质量参差不齐，功能效果不理想。经查询，还没有发现直接采用镁颗粒或镁棒进行制氢的文献或专利文件等，有专利可制造负电位水和碱性小分子水。例如专利CN201510008767.3，一种抗菌负电位球及制备方法及应用；专利CN201010618600.6，复合抗菌远红外麦饭石多孔陶瓷球及制备方法；专利200910199142.4，一种能够产生负电位的组合物及制备方法与应用。
如何应用天然矿物陶瓷材料，制造出有利于人体健康的富氢水成为现有技术中亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种制造富氢水合金陶瓷材料，具有制造弱碱水、负电位水和富氢水三大功能，还具有抗菌和活化水作用；本发明同时提供其制备方法和应用方法。
本发明所述的制造富氢水合金陶瓷材料，由如下重量份数的原料制成：基材组分30-85份、富氢组分20-60份、抗菌组分2-25份和粘结剂3-30份；
其中，
基材组分由电气石、水元石、氧化硅、氧化钙和沸石制成；
富氢组分由金属镁粉、氧化镁粉和KDF合金粉末制成；
抗菌组分由氧化锌、氧化钛和氧化铈制成；
粘结剂为高纯蒸馏水、羧丙基纤维素或膨润土中的一种或几种。
其中：
基材组分由如下重量百分数的原料制成：
电气石20-45％、水元石10-30％、氧化硅20-45％、氧化钙10-35％和沸石10-30％。
富氢组分由如下重量百分数的原料制成：
金属镁粉20-60％、氧化镁粉20-60％和KDF合金粉末10-50％。所述的金属镁粉、氧化镁粉和KDF合金粉末的粒径为30-100μm。
抗菌组分由如下重量百分数的原料制成：
氧化锌20-50％、氧化钛20-50％和氧化铈5-30％。
粘结剂优选为由如下重量百分数的原料制成：
高纯蒸馏水30-65％、羧丙基纤维素10-30％和膨润土20-50％。
所述的制造富氢水合金陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)预处理：
将电气石、水元石、氧化硅、氧化钙和沸石混合研磨6-10h，至粉体粒径＜500μm，得基材组分；
将氧化锌、氧化钛、氧化铈混合研磨6-10h，至粉体粒径＜50μm，得抗菌组分；
将金属镁粉、氧化镁粉和KDF合金粉末混合，得富氢组分；
将高纯蒸馏水、羧丙基纤维素和膨润土混合，得粘结剂；
(2)混料：将基材组分、富氢组分和抗菌组分按配料比加入混料机，混合1-5小时；
(3)成型：将步骤(2)制备得到的混匀的物料加入到成球机或冲压机成型，成型过程不断喷洒粘结剂；
(4)烘焙、筛选：将步骤(3)制备得到的成型后物料进行烘焙、筛选，即得所述的制造富氢水合金陶瓷材料。
其中：烘焙温度为150-480℃，烘焙时间为0.5-2h。
所述的制造富氢水合金陶瓷材料形状为颗粒型、圆片型、柱型、方块型、管型或心型。
所述的制造富氢水合金陶瓷材料的应用，应用到***、净水壶、水杯产品中，还能够用于除臭除污、水产养殖、花卉种植、保健和美容产业中。
本发明制备方法中，基材组分、富氢组分和抗菌组分分开混料，避免了各组分材料之间因粒径不一致而导致的经济性差和融合不充分等缺点。由于基材组分主要以天然矿石粉体材料混料研磨制成，要求粒径小于500微米，主要是考虑该粒径范围具有较好的功能性和经济性。富氢组分由金属镁粉、氧化镁粉等材料制成，由于金属镁易燃，常规研磨存在一定的危险性，直接采取采购市售镁粉、氧化镁粉和KDF合金粉末进行混料复合，可避免与基材组分中其它材料混料不均匀等情况出现。抗菌组分各材料要求粉体粒径越小越好，所以将抗菌组分原料混合研磨至粒径小于50微米，才能发挥其更好抗菌性能。这样根据各材料性能和经济性来考虑，通过分开混料研磨达到所要求的粒径，然后进行组分复合，既能发挥各材料的功能，又有较好的经济性。
本发明中抗菌组分要求混料研磨粒径小于50微米，是因为组分中氧化锌、氧化钛和氧化铈要达到亚微米或纳米级才能更好的发挥出抗菌功效。
本发明基材组分要求混料研磨粒径小于500微米，是基于组分中各成分的性能稳定性和经济性来考虑。
本发明基材组分添加了沸石矿物材料，主要是沸石具有天然的微孔结构，比表面积非常大。沸石与电气石、水元石、氧化硅和氧化钙混合充分后，再与富氢组分和抗菌组分混料，经低温焙烧后制成的合金陶瓷材料具有较多的微孔结构。在该材料的微孔架构分布着无数个微米级和纳米级的孔道及微孔，加大了各功能原材料与水的接触面积，从而增强了本发明合金陶瓷材料对水进行微电解的效率。合金陶瓷材料的比表面积比同类产品多大50-100倍。
本发明基材组分添加电气石和水元石矿物材料，是利用该材料在水中的活化水作用，其自身自极化特性而释放出的远红线能量波可将大水分子团震荡成小的水分子团，从而实现活化水的作用。活化水具有较好的渗透力和溶解力，对促进身体新陈代谢，增强身体免疫力起到较好作用。
本发明富氢组分添加KDF合金粉末，KDF合金是铜锌合金材料，具有净化水和微电解水功能。KDF合金的技术和产品都比较成熟。KDF合金与金属镁和氧化镁混合后，各金属离子在水中具有较高的电位差，可形成无数个原电池效应，与水接触时各金属离子能够协同增效，产生无数个微电解触点，从而加大对水微电解的力度，增强了制造氢分子的功能。
本发明抗菌组分材料中，添加稀土氧化铈材料，主要是利用氧化铈天然的抗菌作用，还有氧化铈能够激活合金陶瓷材料中的氧化钛和氧化锌材料，能够显著提高锌离子的抗菌性能，激发其与水产生羟基自由基的数量，从而实现增强抗菌性能的目的。本发明抗菌组分材料不采用传统银金属材料，主要是考虑添加银离子成本太高，还有银离子容易氧化变色，不仅起不到抗菌作用，反而在水中析出银离子过量，不利于身体健康。
本发明采用烘焙固化技术，而不是采用低温烧制技术，可让各组分材料充分融合，制备成微孔结构，增大与水的接触面积，增强微电解效率，同时可缓释析出微量元素等。
本发明根据应用需要开发成各种形状的产品，具有应用范围宽，经济效益好等优点。
本发明成型过程中不断喷洒粘结剂，能够让合金陶瓷材料在成型过程中形成层状微电解功能反应层，加大材料的比表面积同时，提高了微电解反应的持久性，增加了产品寿命。
本发明制备得到的富氢水合金陶瓷材料具有以下技术指标：
比表面积：＞0.5×104cm2/g；
密度：1.35～1.4g/cm3；
堆积密度：1.15～1.22kg/cm3。
检测：经山东省疾病预防控制中心检测，根据《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》(2001)，检验方法采用《生活饮用水检验规范》(2001)，将球形合金陶瓷材料浸泡时间24±1h，浸泡温度25±5℃。结果表明：颜色、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、pH、溶解性总固体、耗氧量、砷、镉、铅、汞、三氯甲烷、挥发酚类等指标均符合标准规范要求。
市政自来水ORP值为354mV，按质量比：1份合金陶瓷与10份水比例，加入所述制造富氢水合金陶瓷材料浸泡5min后，降低≥-150mV；蒸馏水ORP值为10mV，按质量比：1份合金陶瓷与10份水比例，加入所述制造富氢水合金陶瓷材料浸泡5min后，降低≥-150mV。
市政自来水的pH为7.0，按质量比：1份合金陶瓷与10份水比例，加入所述制造富氢水合金陶瓷材料浸泡5min后，pH＝8.2-8.8；蒸馏水的pH为5.5，按质量比：1份合金陶瓷与10份水比例，加入所述制造富氢水合金陶瓷材料浸泡5min后，pH＝7.8-8.0。
市政自来水的TDS值为170，按质量比：1份合金陶瓷与10份水比例，加入所述制造富氢水合金陶瓷材料浸泡5min后，TDS＝260；蒸馏水的的TDS值为30，按质量比：1份合金陶瓷与10份水比例，加入所述制造富氢水合金陶瓷材料浸泡5min后，TDS＝150。
综上所述，本发明的有益效果如下：
(1)本发明制造富氢水合金陶瓷材料，具有制造富氢水、弱碱水和负电位水三大功能，还具有抗菌和活化水作用。经测试，按质量比：1份合金陶瓷与10份水比例，制造的富氢水中氢分子的含量，可达到300-800ppb；pH值在8-9.5之间；氧化还原电位ORP值为-150至-300mV；经核磁共振仪测试水中氧17的半峰宽分布在65-85赫兹；富氢水中锌、镁、钙、偏硅酸等微量元素丰富。所以本发明合金陶瓷材料制造的水集富氢、弱碱、负电位、小分子团和微量元素于一体。
(2)所述合金陶瓷材料形状有球形、片形、柱型等，根据应用需要制备出各种形状。可应用到***、净水壶和水杯等产品中，制造富氢的健康水，可提升产品附加值，改善身体健康。还可用于除臭除污、水产养殖、花卉种植和保健美容等产业中。
(3)本发明与现有的富氢水制备技术相比具有如下优点：与直流电电解水相比，合金陶瓷材料具有成本低，使用简单，能避免产生臭氧等异味，制造出的富氢水为弱碱性，微量元素丰富；与氢气充入水制氢工艺相比，合金陶瓷材料制氢工艺具有存储容易，避免制造氢水功能单一，可制造集富氢、负电位水、小分子、碱性和抗菌于一体等优势；与金属镁材料制氢工艺相比，合金陶瓷材料具有不氧化、不易产生沉淀物、富含微量元素等优点。
(4)本发明所述的制备方法，具有易于工业化生产、经济效益好、实际应用范围宽等优点。
(5)本发明所述的制备方法，可形成层状功能层和微孔结构，增加了材料的比表面面积，增强了微电解制氢效率。
附图说明
图1是本发明实施例1制备得到的制造富氢水合金陶瓷材料外观结构图；
图2是本发明实施例2制备得到的制造富氢水合金陶瓷材料外观结构图；
图3是本发明实施例4制备得到的制造富氢水合金陶瓷材料外观结构图；
图4是本发明实施例5制备得到的制造富氢水合金陶瓷材料外观结构图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市购。
实施例1
所述的制造富氢水合金陶瓷材料，由如下重量份数的原料制成：
基材组分57份、富氢组分40份、抗菌组分13份和粘结剂16份；
所述基材组分由如下重量百分数的原料制成：
电气石32％、水元石20％、氧化硅28％、氧化钙10％和沸石10％。
所述富氢组分由如下重量百分数的原料制成：
金属镁粉30％、氧化镁粉20％和KDF合金粉末50％。
所述抗菌组分由如下重量百分数的原料制成：
氧化锌20％、氧化钛50％和氧化铈30％。
所述粘结剂由如下重量百分数的原料制成：
高纯蒸馏水30％、羧丙基纤维素30％和膨润土40％。
所述制备方法：
(1)预处理：
将电气石、水元石、氧化硅、氧化钙和沸石混合研磨6h，至粉体粒径＜500μm，得基材组分；
将氧化锌、氧化钛、氧化铈混合研磨8h，至粉体粒径＜50μm，得抗菌组分；
将金属镁粉、氧化镁粉和KDF合金粉末混合，得富氢组分；
将高纯蒸馏水、羧丙基纤维素和膨润土混合，得粘结剂；
(2)混料：将基材组分、富氢组分和抗菌组分按配料比加入混料机，混合1小时；
(3)成型：将步骤(2)制备得到的混匀的物料加入到成球机成型，成型过程不断喷洒粘结剂；
(4)烘焙、筛选：将步骤(3)制备得到的成型后物料进行烘焙、筛选，即得所述的制造富氢水合金陶瓷材料。
其中，烘焙温度为150℃，烘焙时间为2h。
所述的制造富氢水合金陶瓷材料形状为颗粒型。
实施例2
所述的制造富氢水合金陶瓷材料，由如下重量份数的原料制成：
基材组分60份、富氢组分50份、抗菌组分20份和粘结剂12份；
所述基材组分由如下重量百分数的原料制成：
电气石25％、水元石10％、氧化硅20％、氧化钙20％和沸石25％。
所述富氢组分由如下重量百分数的原料制成：
金属镁粉40％、氧化镁粉20％和KDF合金粉末40％。
所述抗菌组分由如下重量百分数的原料制成：
氧化锌30％、氧化钛50％和氧化铈20％。
所述粘结剂由如下重量百分数的原料制成：
高纯蒸馏水40％、羧丙基纤维素10％和膨润土50％。
所述制备方法：
(1)预处理：
将电气石、水元石、氧化硅、氧化钙和沸石混合研磨7h，至粉体粒径＜500μm，得基材组分；
将氧化锌、氧化钛、氧化铈混合研磨6h，至粉体粒径＜50μm，得抗菌组分；
将金属镁粉、氧化镁粉和KDF合金粉末混合，得富氢组分；
将高纯蒸馏水、羧丙基纤维素和膨润土混合，得粘结剂；
(2)混料：将基材组分、富氢组分和抗菌组分按配料比加入混料机，混合2小时；
(3)成型：将步骤(2)制备得到的混匀的物料加入到成球机成型，成型过程不断喷洒粘结剂；
(4)烘焙、筛选：将步骤(3)制备得到的成型后物料进行烘焙、筛选，即得所述的制造富氢水合金陶瓷材料。
其中，烘焙温度为200℃，烘焙时间为1.5h。
所述的制造富氢水合金陶瓷材料形状为颗粒型。
实施例3
所述的制造富氢水合金陶瓷材料，由如下重量份数的原料制成：
基材组分40份、富氢组分30份、抗菌组分15份和粘结剂20份；
所述基材组分由如下重量百分数的原料制成：
电气石20％、水元石15％、氧化硅35％、氧化钙15％和沸石15％。
所述富氢组分由如下重量百分数的原料制成：
金属镁粉50％、氧化镁粉30％和KDF合金粉末20％。
所述抗菌组分由如下重量百分数的原料制成：
氧化锌40％、氧化钛40％和氧化铈20％。
所述粘结剂由如下重量百分数的原料制成：
高纯蒸馏水50％、羧丙基纤维素30％和膨润土20％。
所述制备方法：
(1)预处理：
将电气石、水元石、氧化硅、氧化钙和沸石混合研磨8h，至粉体粒径＜500μm，得基材组分；
将氧化锌、氧化钛、氧化铈混合研磨7h，至粉体粒径＜50μm，得抗菌组分；
将金属镁粉、氧化镁粉和KDF合金粉末混合，得富氢组分；
将高纯蒸馏水、羧丙基纤维素和膨润土混合，得粘结剂；
(2)混料：将基材组分、富氢组分和抗菌组分按配料比加入混料机，混合3小时；
(3)成型：将步骤(2)制备得到的混匀的物料加入到成球机成型，成型过程不断喷洒粘结剂；
(4)烘焙、筛选：将步骤(3)制备得到的成型后物料进行烘焙、筛选，即得所述的制造富氢水合金陶瓷材料。
其中，烘焙温度为300℃，烘焙时间为1.5h。
所述的制造富氢水合金陶瓷材料形状为颗粒型。
实施例4
所述的制造富氢水合金陶瓷材料，由如下重量份数的原料制成：
基材组分85份、富氢组分60份、抗菌组分25份和粘结剂25份；
所述基材组分由如下重量百分数的原料制成：
电气石40％、水元石11％、氧化硅25％、氧化钙12％和沸石12％。
所述富氢组分由如下重量百分数的原料制成：
金属镁粉60％、氧化镁粉30％和KDF合金粉末10％。
所述抗菌组分由如下重量百分数的原料制成：
氧化锌50％、氧化钛40％和氧化铈10％。
所述粘结剂由如下重量百分数的原料制成：
高纯蒸馏水60％、羧丙基纤维素10％和膨润土30％。
所述制备方法：
(1)预处理：
将电气石、水元石、氧化硅、氧化钙和沸石混合研磨9h，至粉体粒径＜500μm，得基材组分；
将氧化锌、氧化钛、氧化铈混合研磨10h，至粉体粒径＜50μm，得抗菌组分；
将金属镁粉、氧化镁粉和KDF合金粉末混合，得富氢组分；
将高纯蒸馏水、羧丙基纤维素和膨润土混合，得粘结剂；
(2)混料：将基材组分、富氢组分和抗菌组分按配料比加入混料机，混合4小时；
(3)成型：将步骤(2)制备得到的混匀的物料加入到冲压机成型，成型过程不断喷洒粘结剂；
(4)烘焙、筛选：将步骤(3)制备得到的成型后物料进行烘焙、筛选，即得所述的制造富氢水合金陶瓷材料。
其中，烘焙温度为400℃，烘焙时间为1h。
所述的制造富氢水合金陶瓷材料形状为圆片型。
实施例5
所述的制造富氢水合金陶瓷材料，由如下重量份数的原料制成：
基材组分30份、富氢组分50份、抗菌组分10份和粘结剂20份；
所述基材组分由如下重量百分数的原料制成：
电气石23％、水元石14％、氧化硅22％、氧化钙11％和沸石30％。
所述富氢组分由如下重量百分数的原料制成：
金属镁粉30％、氧化镁粉40％和KDF合金粉末30％。
所述抗菌组分由如下重量百分数的原料制成：
氧化锌50％、氧化钛20％和氧化铈30％。
所述粘结剂由如下重量百分数的原料制成：
高纯蒸馏水40％、羧丙基纤维素50％和膨润土10％。
所述制备方法：
(1)预处理：
将电气石、水元石、氧化硅、氧化钙和沸石混合研磨10h，至粉体粒径＜500μm，得基材组分；
将氧化锌、氧化钛、氧化铈混合研磨9h，至粉体粒径＜50μm，得抗菌组分；
将金属镁粉、氧化镁粉和KDF合金粉末混合，得富氢组分；
将高纯蒸馏水、羧丙基纤维素和膨润土混合，得粘结剂；
(2)混料：将基材组分、富氢组分和抗菌组分按配料比加入混料机，混合5小时；
(3)成型：将步骤(2)制备得到的混匀的物料加入到冲压机成型，成型过程不断喷洒粘结剂；
(4)烘焙、筛选：将步骤(3)制备得到的成型后物料进行烘焙、筛选，即得所述的制造富氢水合金陶瓷材料。
其中，烘焙温度为480℃，烘焙时间为0.5h。
所述的制造富氢水合金陶瓷材料形状为圆片型。
实施例6
所述的制造富氢水合金陶瓷材料，由如下重量份数的原料制成：
基材组分70份、富氢组分25份、抗菌组分5份和粘结剂30份；
所述基材组分由如下重量百分数的原料制成：
电气石20％、水元石10％、氧化硅25％、氧化钙35％和沸石10％。
所述富氢组分由如下重量百分数的原料制成：
金属镁粉20％、氧化镁粉60％和KDF合金粉末20％。
所述抗菌组分由如下重量百分数的原料制成：
氧化锌40％、氧化钛30％和氧化铈30％。
所述粘结剂由如下重量百分数的原料制成：
高纯蒸馏水30％、羧丙基纤维素40％和膨润土30％。
所述制备方法：
(1)预处理：
将电气石、水元石、氧化硅、氧化钙和沸石混合研磨8h，至粉体粒径＜500μm，得基材组分；
将氧化锌、氧化钛、氧化铈混合研磨8h，至粉体粒径＜50μm，得抗菌组分；
将金属镁粉、氧化镁粉和KDF合金粉末混合，得富氢组分；
将高纯蒸馏水、羧丙基纤维素和膨润土混合，得粘结剂；
(2)混料：将基材组分、富氢组分和抗菌组分按配料比加入混料机，混合4小时；
(3)成型：将步骤(2)制备得到的混匀的物料加入到冲压机成型，成型过程不断喷洒粘结剂；
(4)烘焙、筛选：将步骤(3)制备得到的成型后物料进行烘焙、筛选，即得所述的制造富氢水合金陶瓷材料。
其中，烘焙温度为300℃，烘焙时间为1h。
所述的制造富氢水合金陶瓷材料形状为方块型。
实施例7
所述的制造富氢水合金陶瓷材料，由如下重量份数的原料制成：
基材组分60份、富氢组分50份、抗菌组分20份和粘结剂12份；
所述基材组分由如下重量百分数的原料制成：
电气石23％、水元石14％、氧化硅22％、氧化钙11％和沸石30％。
所述富氢组分由如下重量百分数的原料制成：
金属镁粉20％、氧化镁粉60％和KDF合金粉末20％。
所述抗菌组分由如下重量百分数的原料制成：
氧化锌40％、氧化钛40％和氧化铈20％。
所述粘结剂为羧丙基纤维素。
所述制备方法：
(1)预处理：
将电气石、水元石、氧化硅、氧化钙和沸石混合研磨8h，至粉体粒径＜500μm，得基材组分；
将氧化锌、氧化钛、氧化铈混合研磨7h，至粉体粒径＜50μm，得抗菌组分；
将金属镁粉、氧化镁粉和KDF合金粉末混合，得富氢组分；
(2)混料：将基材组分、富氢组分和抗菌组分按配料比加入混料机，混合3小时；
(3)成型：将步骤(2)制备得到的混匀的物料加入到成球机成型，成型过程不断喷洒粘结剂；
(4)烘焙、筛选：将步骤(3)制备得到的成型后物料进行烘焙、筛选，即得所述的制造富氢水合金陶瓷材料。
其中，烘焙温度为250℃，烘焙时间为2h。
所述的制造富氢水合金陶瓷材料形状为颗粒型。
将实施例3制备得到的制造富氢水合金陶瓷材料用去离子水冲洗干净。将50克合金陶粒材料放入烧杯中，倒入200mL纯净水，分别测试5分钟、10分钟、60分钟和720分钟的氢含量、pH值、TDS值和ORP值，测试结果见表1。
氢含量检测采用美国霍尼韦尔HoneywellXP-H2氢气检测仪；pH检测采用高精度带温度补偿pH笔酸碱度测试笔酸度计p-II；TDS检测采用导电固体颗粒TDS测试仪(韩国公司生产)；ORP检测采用深圳产MT-8050型笔式ORP(氧化还原电位)。
表1纯净水中加入实施例3制备得到的制造富氢水合金陶瓷材料后的测试结果
5分钟 10分钟 60分钟 720分钟
氢含量(ppb) 560 650 850 1050
pH值 8.3 8.5 8.8 9.2
TDS值(ppm) 163 173 182 214
ORP值(mV) -87 -123 -155 -255
将实施例1-7制备得到的制造富氢水合金陶瓷材料用于水杯中制造富氢水，并对生成的富氢水进行一系列测试。
(1)测试富氢水和纯净水的pH值
纯净水和富氢水各一杯，用精密化学试剂纸各放一条杯内摇动(或滴入pH值试剂)。试验结果：纯净水内的化学试剂纸颜色为黄色，pH值为5.5；富氢水内的化学试剂纸为蓝色(已成为小分子团水)pH值为8.2-9.5。
(2)测试自来水和富氢水泡绿茶、奶粉、豆粉的比较
用自来水泡茶有苦涩味和漂白粉味，泡豆粉难溶解，泡奶粉难溶还有腥味。用富氢水泡茶明显减少或者没有苦涩味，茶味芳香；豆粉、奶粉一下子就冲开，并且香气宜人。
(3)测试富氢水浸泡小番茄
富氢水和自来水或纯净水各一杯，各放入若干个小番茄浸泡5-10分钟，浸泡富氢水的番茄上挂满了小气泡，用手触摸质感较硬，品尝味道较香；浸泡自来水或纯净水的小番茄没有任何变化。
(4)富氢水可乐实验
将富氢水倒入玻璃杯中(1/10)，滴入2-3滴pH试剂，显示蓝色，说明富氢水呈弱碱性(代表健康身体的内环境)；将少许可乐倒入玻璃杯、变红色表示可乐为酸性，说明喝可乐后体内环境为强酸性。将富氢水注入装有可乐的玻璃杯，颜色变为蓝色，表示富氢水能够中和可乐的酸性。
(5)富氢水与葡萄糖的实验
将葡萄糖注入玻璃杯(1/5)、滴入2-3滴pH试剂，变成红色表示葡萄糖为强酸性(以此表示糖尿病人为酸性体质)。将富氢水注入装有葡萄糖的玻璃杯，颜色变为蓝色，表示富氢水能够中和葡萄糖的酸性。
(6)富氢水溶油实验
所需物品：透明水杯5-6个、pH试剂一瓶、pH值对比表一张、食用油一瓶、筷子一双。
取两个水杯分别加入等量的油(1/3杯)，然后一杯接入富氢水，一杯接入自来水，用筷子分别搅拌，直到富氢水的水杯看不见水为止。倒入杯子里的油代表人体内多余的脂肪及油类物质，富氢水的分子团小，活性强，溶解能力强，可以溶解乳化油脂，而自来水属于大分子团水，没有分解乳化作用。
(7)富氢水解茶实验
所需物品：透明水杯5-6个、pH试剂一瓶、pH值对比表一张、茶叶(铁观音，不可太干，粗糙的茶叶效果最好)一包。取两个水杯分别放入等量的茶叶，一杯接入富氢水，一杯接入自来水，可以发现富氢水的颜色有茶色时，自来水还是无色。富氢水的水分子团小，分解、渗透能力强，很容易把茶里的成分泡出来，而自来水的水分子团大，渗透力差，所以茶没有变颜色。
(8)碘酒还原实验
所需物品：透明水杯5-6个、pH试剂一瓶、pH值对比表一张、碘酒一瓶、大米、筷子一双。取少量的大米分别放入两个水杯中，加入少量的自来水(盖住米即可)，然后加入3-4滴碘酒，搅拌均匀，这时水和米都变黑了；然后，一杯加入富氢水，一杯加入等量的自来水，这时：加入富氢水的杯子水变清了、米变白了，而加入自来水的杯子水基本没有变化。
(9)导电实验
所需物品：透明大水杯5-6个、pH试剂一瓶、pH值对比表一张、纯净水一瓶、带插头的电线(2米左右)一端接上灯口和灯泡，从中间将其中一股线断开。取两个杯子分别加入等量的富氢水和纯净水，先将断开的电线接好，插上电源，灯泡亮起来，说明灯泡是好的；再将接好的线打开，放入纯净水中，灯泡不亮，说明纯净水不含矿物质及微量元素；再放入富氢水中灯亮马上亮起来，说明富氢水含丰富的离子状的矿物质。

Claims (10)

1.一种制造富氢水合金陶瓷材料，其特征在于：由如下重量份数的原料制成：基材组分30-85份、富氢组分20-60份、抗菌组分2-25份和粘结剂3-30份；
其中，
基材组分由电气石、水元石、氧化硅、氧化钙和沸石制成；
富氢组分由金属镁粉、氧化镁粉和KDF合金粉末制成；
抗菌组分由氧化锌、氧化钛和氧化铈制成；
粘结剂为高纯蒸馏水、羧丙基纤维素或膨润土中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的制造富氢水合金陶瓷材料，其特征在于：基材组分由如下重量百分数的原料制成：
电气石20-45％、水元石10-30％、氧化硅20-45％、氧化钙10-35％和沸石10-30％。
3.根据权利要求1所述的制造富氢水合金陶瓷材料，其特征在于：富氢组分由如下重量百分数的原料制成：
金属镁粉20-60％、氧化镁粉20-60％和KDF合金粉末10-50％。
4.根据权利要求3所述的制造富氢水合金陶瓷材料，其特征在于：金属镁粉、氧化镁粉和KDF合金粉末的粒径为30-100μm。
5.根据权利要求1所述的制造富氢水合金陶瓷材料，其特征在于：抗菌组分由如下重量百分数的原料制成：
氧化锌20-50％、氧化钛20-50％和氧化铈5-30％。
6.根据权利要求1所述的制造富氢水合金陶瓷材料，其特征在于：粘结剂由如下重量百分数的原料制成：
高纯蒸馏水30-65％、羧丙基纤维素10-30％和膨润土20-50％。
7.一种权利要求1-6任一所述的制造富氢水合金陶瓷材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)预处理：
将电气石、水元石、氧化硅、氧化钙和沸石混合研磨6-10h，至粉体粒径＜500μm，得基材组分；
将氧化锌、氧化钛、氧化铈混合研磨6-10h，至粉体粒径＜50μm，得抗菌组分；
将金属镁粉、氧化镁粉和KDF合金粉末混合，得富氢组分；
将高纯蒸馏水、羧丙基纤维素和膨润土混合，得粘结剂；
(2)混料：将基材组分、富氢组分和抗菌组分按配料比加入混料机，混合1-5小时；
(3)成型：将步骤(2)制备得到的混匀的物料加入到成球机或冲压机成型，成型过程不断喷洒粘结剂；
(4)烘焙、筛选：将步骤(3)制备得到的成型后物料进行烘焙、筛选，即得所述的制造富氢水合金陶瓷材料。
8.根据权利要求7所述的制造富氢水合金陶瓷材料的制备方法，其特征在于：烘焙温度为150-480℃，烘焙时间为0.5-2h。
9.根据权利要求7所述的制造富氢水合金陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述的制造富氢水合金陶瓷材料形状为颗粒型、圆片型、柱型、方块型、管型或心型。
10.一种权利要求1所述的制造富氢水合金陶瓷材料的应用，其特征在于：应用到***、净水壶、水杯和加湿器产品中，还能够用于除臭除污、水产养殖、花卉种植、保健和美容产业中。
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