一种富氢水用制氢材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种富氢水用制氢材料，由包括以下质量百分比含量的原料研磨制成：Al 60～97.5wt％，Ga 0.5～10wt％，In 0.5～10wt％，Sr 0.5～10wt％，Bi2O31.0～10wt％。本发明专利技术还提供了富氢水用制氢材料的制备方法，研磨过程中组分间形成的缺陷以及金属间化合物的存在破坏了铝表面致密的氧化物，Bi2O3和金属铝发生铝热反应生成Bi，破坏金属铝表面的氧化膜，进而利于水解制氢反应的持续进行，提高制氢材料制备氢气过程中的持久性。本发明专利技术提供的富氢水用制氢材料产氢过程可控性强，不会出现较大浓度的氢气的聚集；1g制氢材料可实现1～2分钟的持续以稳定产氢量稳定供氢。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于制氢材料
，尤其涉及富氢水用制氢材料及其制备方法和应用。
技术介绍
水是构成人体组织的重要组成部分，水在人体内的含量高达70％，人体内60％的水存在于细胞内，40％存在于血、消化液、唾液等流体内。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。进入到体内的氧气经血液中的红细胞运输到各个细胞中，为了让其在各细胞内产生能量，糖分和脂肪就会燃烧消耗。其中有2％的氧气会变成活性氧，因此人体内都会产生大量活性氧。氧自由基的过氧化杀伤力可导致肿瘤、炎症、衰老、白血病以及心、肝、肺、皮肤等方面病变的产生，氧自由基还会引起各种疾病如动脉硬化症、高血压、心脏病、静脉炎、骨关节炎、白内障、癌症、免疫系统病、代谢系统病、过敏变态性疾病及帕金森病、老年性痴呆等，氧自由基促进退行性病变，加速全身老化。氢分子能够中和体内恶性氧自由基，氢分子对于氧自由基引起的各种疾病具有良好的预防和治疗作用。但由于氢气具有易燃易爆性，由呼吸道摄入氢气在使用上存在一定局限性，目前比较理想的方法是将氢气溶解于水中，使其可以通过饮用途径来摄入氢气，增加了氢气应用的途径，提高了安全性。富含氢分子的富氢水受到广泛关注，富氢水是一种氢还原水，让水中含有强还原力的氢通过其抗氧化还原力清除体内过剩活性氧(氧自由基)的饮用水。采用镁化学还原法是目前方便快速制取富氢水常用的一个方法。中国专利CN 1840487A采用经过烧结处理过的镁颗粒及银颗粒与水反应，由银颗粒净化富氢水。中国专利CN102259939A则采用了加入铁作为催化剂的方法以加快镁与水的反应。但是，反应生成的氢氧化镁会阻止制氢剂与水的进一步反应，制氢持久性差，在使用一段时间后必须用酸加以清洗除去，给使用带来不便，同时沉淀物氢氧化镁也不能有效利用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种富氢水用制氢材料及其制备方法和应用，本专利技术提供的方案显著提高了制氢材料的制氢持久性。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种富氢水用制氢材料，由包括以下质量百分含量的原料研磨制成：Al 60～97.5wt％，Ga 0.5～10wt％，In 0.5～10wt％，Sr 0.5～10wt％，Bi2O31.0～10wt％。优选的，由包括以下质量百分含量的原料研磨制成：Al 85～95wt％，Ga1.0～5wt％，In 1.0～5wt％，Sr 1.0～5wt％，Bi 2O32.0～4wt％。优选的，所述富氢水用制氢材料的粒径为100～200目。本专利技术提供了上述技术方案所述的富氢水用制氢材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将所述原料Al，Ga，In，Sr和Bi2O3混合，得到混合物料；(2)研磨所述步骤(1)得到的混合物料，得到富氢水用制氢材料；所述步骤(1)和所述步骤(2)在惰性气体气氛下进行。优选的，所述Ga以液态形式加入。优选的，所述研磨为球磨。优选的，所述球磨的时间为1～24h。优选的，所述球磨的球料比为(10～20)：1。优选的，所述步骤(2)的研磨后还包括将所述研磨得到的物料封装，所述封装具体为氩气包装。本专利技术还提供了上述技术方案所述的富氢水用制氢材料或者上述制备方法得到的富氢水用制氢材料的应用，具体为：将所述制氢材料与水混合，得到富氢水，所述制氢材料的加入量为0.15～1.0mg/L。本专利技术提供了一种富氢水用制氢材料，由包括以下质量百分比含量的原料研磨制成：Al 60～97.5wt％，Ga 0.5～10wt％，In 0.5～10wt％，Sr 0.5～10wt％，Bi2O31.0～10wt％。在本专利技术中，低熔点元素Ga和In以及化学性质活泼的Sr的加入，通过研磨的方式将原料混合均匀，促进多种金属间化合物的形成，有效破坏铝表面致密的氧化物，并且铝会固溶到镓中形成铝镓合金，阻碍铝表面氧化膜的形成，提高铝的反应活性的同时确保制氢材料持续制氢；避免利用镁离子制备氢气过程中产生的氢氧化镁部分溶解进入饮用水，造成单独补镁且摄取量过高时抑制钙的吸收，造成肾功能障碍甚至有可能导致高镁血症，抑制中枢神经系统的问题的发生；金属铟电位低，与铝存在电位差，形成原电池，促进电化学反应2H2O+2e-→2OH-+H2的进行，进而促进氢气的产生；采用研磨的方式将多种元素混合均匀，其中金属锶化学性质活泼，可直接与水反应生产氢气，在水解制氢过程中，迅速生成Sr(OH)2，Sr(OH)2易电离出OH-，提供碱性环境，进一步促进富氢水用制氢材料水解制氢反应的在室温条件下顺利进行，提高制备氢气的持久性；采用研磨的方式，Bi2O3和金属铝紧密接触，发生铝热反应生成Bi，破坏金属铝表面的氧化膜，避免氧化膜对反应的阻碍，进而确保制氢材料能够持久制备氢气，产氢过程可控性强，产氢量适中，不会出现较大浓度的氢气的聚集。本专利技术的实施例结果表明，本专利技术提供的富氢水用制氢材料在室温条件下，进行水解制氢，5～10分钟产氢量在450～650ml/g，避免水解制氢过程中，氢气快速制得，可控性差的问题，产氢量满足制氢材料用于富氢水的制备过程中制氢材料用量的可操作性，避免产氢量高，导致用于富氢水制备过程中，制氢材料投入水制备氢气过程中制氢材料与水的相对用量太小，难以把握，1g制氢材料能够持续制氢1～2分钟。本专利技术还提供了富氢水用制氢材料的制备方法，研磨过程中各种合金组分产生较多缺陷，促进组分间形成多种金属间化合物InSn4、InBi、In3Sn，缺陷以及金属间化合物的存在破坏了铝表面致密的氧化物，并且Bi2O3和金属铝紧密接触，发生铝热反应生成Bi，破坏金属铝表面的氧化膜，避免氧化膜对反应的阻碍，进而利于水解制氢反应的持续进行，提高制氢材料制备氢气过程中的持久性。本专利技术还提供了富氢水用制氢材料的应用，具体为：将所述制氢材料与水混合，得到富氢水，所述制氢材料的加入量为0.15～1.0mg/L。具体实施方式本专利技术提供了一种富氢水用制氢材料，由包括以下质量百分含量的原料研磨制成：Al 60～97.5wt％，Ga0.5～10wt％，In 0.5～10wt％，Sr0.5～10wt％，Bi2O31.0～10wt％。在本专利技术中，低熔点元素Ga和In以及化学性质活泼的Sr的加入，通过研磨的方式将原料混合均匀，促进多种金属间化合物的形成，有效破坏铝表面致密的氧化物，并且铝会固溶到镓中形成铝镓合金，阻碍铝表面氧化膜的形成，提高铝的反应活性的同时确保制氢材料持续制氢；避免利用镁离子制备氢气过程中产生的氢氧化镁部分溶解进入饮用水，造成单独补镁且摄取量过高时抑制钙的吸收，造成肾功能障碍甚至有可能导致高镁血症，抑制中枢神经系统的问题的发生；金属铟电位低，与铝存在电位差，形成原电池，促进氢气的产生；采用研磨的方式将多种元素混合均匀，其中金属锶化学性质活泼，可直接与水反应生产氢气，在过程中，迅速生成Sr(OH)2，Sr(OH)2易电离出OH-，提供碱性环境，进一步促进富氢水用制氢材料反应的在室温条件下顺利进行，提高制备氢气的持久性；采用研磨的方式，Bi2O3和金属铝紧密接触，发生铝热反应生成Bi，破坏金属铝表面的氧化膜，避免氧化膜对反应的阻碍，进而确保制氢材料能够持久制备氢气，产氢过程可控性强，产氢量适中，不会出现较大浓度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种富氢水用制氢材料，由包括以下质量百分含量的原料研磨制成：Al 60～97.5wt％，Ga 0.5～10wt％，In 0.5～10wt％，Sr 0.5～10wt％，Bi2O3 1.0～10wt％。

【技术特征摘要】
1.一种富氢水用制氢材料，由包括以下质量百分含量的原料研磨制成：Al 60～97.5wt％，Ga 0.5～10wt％，In 0.5～10wt％，Sr 0.5～10wt％，Bi2O3 1.0～10wt％。2.根据权利要求1所述的富氢水用制氢材料，其特征在于，由包括以下质量百分含量的原料研磨制成：Al 85～95wt％，Ga 1.0～5wt％，In 1.0～5wt％，Sr 1.0～5wt％，Bi 2O32.0～4wt％。3.根据权利要求1或2所述的富氢水用制氢材料，其特征在于，所述富氢水用制氢材料的粒径为100～200目。4.权利要求1～3任一项所述的富氢水用制氢材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将所述原料Al，Ga，In，Sr和Bi2O3混合，得到混合物料；(2)研磨所述步骤(1)得到的混合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：董仕节，罗平，王辉虎，常鹰，官旭，熊灿，谢志雄，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42