一种制富氢水用多孔金属陶瓷复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种制富氢水用多孔金属陶瓷复合材料，其特征在于：其配方的物料重量百分比组成为：耐高温纳米远红外陶瓷粉30～80wt%、经包覆处理的纳米金属镁粉5～60 wt%、激活剂3～15 wt%，外加造孔剂3～15 wt%、粘结剂1～10wt%。本发明专利技术制造的复合材料，具有制造富氢水、弱碱性水和微小分子簇团水的三大功能，可应用于电热水壶、水杯、净水器和加湿器中，制造富含氢气的健康水，可提升产品附加值，改善身体健康，还能应用到水产养殖、饲料加工、保健和美容的产业中，并具有易于工业化生产、经济效益好、实际应用范围宽等优点，因此具有广阔的市场空间。

【技术实现步骤摘要】
一种制富氢水用多孔金属陶瓷复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于新材料
，具体涉及一种制富氢水用多孔金属陶瓷复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
众所周知，人的疾病（包括人的衰老）最终都可归结为人的细胞受损，造成细胞病态或者老化的主要元凶就是过剩的氧自由基。2007年7月，日本医科大学太田成男教授在《自然·医学》报道；动物呼吸2份的氢气就可有效清除氧自由基。氢分子生物医学效应研究表明：富含氢气的水（富氢水）具有清除体内过剩氧自由基的作用。迄今，产生富氢水的方法主要有两大类：一类是电解式（包括电解水机、电解水杯、瓶装或袋装富氢水等）；另一类是非电解式（包括镁质氢水棒、固体胶囊、托玛琳（电气石）微电解和麦饭石微电解富氢水机等）。采用金属镁颗粒、镁棒等活泼金属与水反应制备富氢水，由于材料存在时效性差，易析出沉淀物，同时，镁颗粒和镁棒等活泼金属极易在空气环境下氧化，一旦氧化后基本不再起作用，且在水中易腐蚀和溶出过量镁离子，导致水中镁离子超标。采用托玛琳（电气石）天然矿物材料或金属镁粉与电气石粉复合固化加工成陶质颗粒或圆片微电解水或与水反应制备富氢水。例如技术专利CN201620103993.X，一种富氢水瓷水龙头净水装置；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；专利申请号201510456288.8，制造富氢水合金陶瓷材料及其制备方法和应用；专利申请号201610013842.X，具有去农残和抗菌去污功能的材料及其制备方法和应用。专利申请号201610473673.8，高活性废水处理微电解材料及其制备方法；专利申请号201610480766.3，石墨烯激活制氢材料及其制备方法和应用；这些专利和专利申请都仍存在制氢效果慢，时效短，水溶氢含量低，未烧结而导致析出沉淀物等缺点。特别是在冷水的情况下，金属与水作用制氢反应速度慢，使用效果差。本专利中所使用的耐高温纳米远红外陶瓷粉是本专利申请人自有的专利技术（专利号：201010295013.8）。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制富氢水用多孔金属陶瓷复合材料及其制备方法和应用。本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种制富氢水用多孔金属陶瓷复合材料，其特征在于：其配方的物料重量百分比组成为：耐高温纳米远红外陶瓷粉30～80wt%、经包覆处理的纳米金属镁粉5～60wt%、激活剂3～15wt%，外加造孔剂3～15wt%、粘结剂1～10wt%。所述耐高温纳米远红外陶瓷粉的物料重量百分比组成为：纳米氧化铝20～30wt%、纳米氧化镁3～8wt%、纳米氧化硅15～25wt%、纳米氧化锆10～20wt%、纳米氧化锌15～25wt%、纳米氧化钛7～10wt%、纳米稀土氧化物1～3wt%、纳米贵金属氧化物0.1～0.3wt%；所述纳米稀土氧化物为氧化钇或氧化镧或氧化铈之中的一种；纳米贵金属氧化物为氧化铂或氧化钯之中的一种。所述纳米金属镁粉的制备工序为：在2.5～10V电压条件下，在尿素和氯化锌熔融的离子液体中电沉积出Zn包覆纳米镁的颗粒，所述Zn包覆层的厚度为2～5纳米。所述激活剂为铝离子掺杂碳化硅粉、钙离子/铬离子掺杂铝酸镧粉中的一种或复合。所述铝离子掺杂碳化硅粉中铝离子掺杂量的重量百分比为1～10%，钙离子/铬离子掺杂铝酸镧粉中钙离子/铬离子掺杂量的重量百分比分别为1～10%。所述造孔剂的物料重量百分比组成为：碳酸氢铵20～90wt%、竹炭粉10～80wt%；粘结剂的物料重量百分比组成为：去离子水40～60wt%、羧甲基纤维素10～20wt%、聚乙烯醇20～50wt%。所述纳米金属镁粉的粒径为50～100纳米，，其他纳米氧化物的粒径为50～300纳米。上述多孔金属陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、混料：采用球磨混料，将耐高温纳米远红外陶瓷粉、经包覆处理的纳米金属镁粉、激活剂、造孔剂和粘结剂按配料比加入到球磨机中，按料：球：去离子水重量份数比为1：2：0.8，球磨0.5～2小时；步骤二、造粒：将步骤一制备的浆料采用喷雾造粒机进行造粒，造粒的颗粒过10～40目筛，含水率为5%；步骤三、成型：将步骤二制备的粉料，在料仓中陈腐24小时后放入液压成型机的金属模具中进行干压成型，成型压力为60～100MPa；步骤四、干燥：将步骤三成型后的坯体放入干燥箱或烘干线上除去水分，干燥温度为50～80℃，干燥后坯体的含水率小于1%；步骤五、烧成：在燃气窑或电窑中烧成，烧成温度500～1000℃，烧成时间6～12h，烧至最高温度后保温30分钟自然降温冷却至室温。上述多孔金属陶瓷复合材料的应用，其特征在于，所述复合材料可应用到电热水壶、水杯、净水器和加湿器中，还能应用到水产养殖、饲料加工、保健和美容产业中。本专利技术的有益效果如下：（1）、本专利技术制造的多孔金属陶瓷复合材料，具有制造富氢水、弱碱性水和微小分子簇团水的三大功能；（2）所述多孔金属陶瓷复合材料可根据应用需要制备出各种形状，可应用于电热水壶、水杯、净水器和加湿器中，制造富含氢气的健康水，可提升产品附加值，改善身体健康，还能应用到水产养殖、饲料加工、保健和美容的产业中；（3）本专利技术与现有的富氢水制备技术相比具有如下优点：提高了活泼金属抗氧化、抗腐蚀性能、达到基本烧结不落渣的要求；（4）本专利技术所述的制备方法简单，操作方便，易于工业化生产、经济效益好、实际应用范围宽等优点。附图说明图1为实施例1制得复合材料的富氢水核磁共振17O-NMR谱。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1制富氢水用多孔金属陶瓷复合材料，以重量份数计，原料组成如下：耐高温远红外纳米陶瓷粉组份40份、经包覆处理的纳米金属镁粉组份50份、激活剂10份，外加造孔剂10份、粘结剂3份；耐高温纳米远红外陶瓷粉由如下重量百分比的原料组成：纳米氧化铝24wt%、纳米氧化镁6wt%、纳米氧化硅19wt%、纳米氧化锆18wt%、纳米氧化锌23wt%、纳米氧化钛8wt%、纳米稀土氧化钇1.9wt%、纳米氧化钯0.1wt%；经包覆处理的纳米金属镁粉的制备工序为：在3V电压条件下，在尿素和氯化锌熔融的离子液体中电沉积出Zn包覆纳米镁的颗粒，所述Zn包覆层的厚度为2纳米；激活剂由如下重量百分比的原料制成：Al3+掺杂SiC粉30wt%，Ca2+掺杂LaAlO3粉70wt%；所述Al3+和Ca2+掺杂量的重量百分比分别为5%；造孔剂由如下重量百分比的原料组成：碳酸氢铵30wt%和竹炭粉70wt%；粘结剂由如下重量百分比的原料组成：去离子水60wt%、羧甲基纤维素（CMC）10wt%、聚乙烯醇（PVA）30wt%；所述纳米金属镁粉的粒径为60纳米，其他纳米氧化物的粒径为70纳米。所述的制富氢水用多孔金属陶瓷复合材料的制备方法如下步骤：步骤一、混料：采用球磨混料，将耐高温纳米远红外陶瓷粉、经包覆处理的纳米金属镁粉、激活剂、造孔剂和粘结剂按配料比加入到球磨机中，按料：球：去离子水重量份数比为1：2：0.8，球磨0.5小时；步骤二、造粒：将步骤一制备的浆料采用喷雾造粒机进行造粒，造粒的颗粒过10目筛，含水率为5%（重量）；步骤三、成型：将步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制富氢水用多孔金属陶瓷复合材料，其特征在于：其配方的物料重量百分比组成为：耐高温纳米远红外陶瓷粉30～80wt%、经包覆处理的纳米金属镁粉5～60 wt%、激活剂3～15 wt%，外加造孔剂3～15 wt%、粘结剂1～10wt%。

【技术特征摘要】
1.一种制富氢水用多孔金属陶瓷复合材料，其特征在于：其配方的物料重量百分比组成为：耐高温纳米远红外陶瓷粉30～80wt%、经包覆处理的纳米金属镁粉5～60wt%、激活剂3～15wt%，外加造孔剂3～15wt%、粘结剂1～10wt%。2.根据权利要求1所述的多孔金属陶瓷复合材料，其特征在于：所述耐高温纳米远红外陶瓷粉配方的物料重量百分比组成为：纳米氧化铝20～30wt%、纳米氧化镁3～8wt%、纳米氧化硅15～25wt%、纳米氧化锆10～20wt%、纳米氧化锌15～25wt%、纳米氧化钛7～10wt%、纳米稀土氧化物1～3wt%、纳米贵金属氧化物0.1～0.3wt%；所述纳米稀土氧化物为氧化钇或氧化镧或氧化铈之中的一种；纳米贵金属氧化物为氧化铂或氧化钯之中的一种。3.根据权利要求1所述的多孔金属陶瓷复合材料，其特征在于：所述纳米金属镁粉的制备工序为：在2.5～10V电压条件下，在尿素和氯化锌熔融的离子液体中电沉积出Zn包覆纳米镁的颗粒，所述Zn包覆层的厚度为2～5纳米。4.根据权利要求1所述的多孔金属陶瓷复合材料，其特征在于：所述激活剂为铝离子掺杂碳化硅粉、钙离子/铬离子掺杂铝酸镧粉中的一种或复合。5.根据权利要求4所述的复合材料，其特征在于：所述铝离子掺杂碳化硅粉中铝离子掺杂量的重量百分比为1～10%，钙离子/铬离子掺杂铝酸镧粉中钙离子/铬离子掺杂量的重量百分比为1～10%。6.根据权利要求1所述的多孔金属陶瓷复合材料，其特征在于：所述造孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘维良，刘硕琦，
申请(专利权)人：刘维良，
类型：发明
国别省市：江西,36