一种氢镁素微胶囊及其制备方法技术

本申请涉及一种氢镁素微胶囊及其制备方法，所述微胶囊包括芯材和壁材，所述芯材包括氢镁素，所述氢镁素以氧化镁为原料，在高温下通过与氢氩混合气体的氢化反应制备得到；所述壁材为壳聚糖

【技术实现步骤摘要】
一种氢镁素微胶囊及其制备方法


[0001]本专利技术属于镁基储氢材料领域，尤其涉及一种氢镁素微胶囊、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]氢气储存，特别是高性能储氢材料的开发是实现氢能实际应用的关键所在，理想储氢材料应具有高储氢密度、良好的吸放氢特性和循环稳定性，在各种储氢介质中，金属氢化物具有储氢量大、吸放氢热动力学好、放氢纯度高、安全性好的突出特点，是实现储氢材料中储能最高的金属材料，而金属镁具备资源丰富、环境友好等优势，因此镁基储氢材料是目前最具前景和竞争优势的材料之一。但是，镁基储氢材料较高吸放氢温度和较慢吸放氢速率限制了其实际应用，因此利用类似于微胶囊的核壳结构包覆纳米镁基储氢材料，有助于材料储氢性能的改善，目前已取得了一定的成果。
[0003]专利CN108994290A公开了一种核壳结构镁基储氢材料，涉及储氢材料领域，包括中间部分和外层部分，氢化前，中间部分是镁颗粒，外层部分是金属颗粒；氢化后，所述中间部分是氢化镁，所述外层部分是金属化合物颗粒。另一方面，该专利技术还公开了一种核壳结构镁基储氢材料的制备方法，包括4个步骤∶(1)制备未经钝化的纯镁粉；(2)将含过渡金属元素的有机化合物在溶液中搅拌吸附至所述纯镁粉上，得到混合样品；(3)制备中间是镁颗粒，外层是金属颗粒包覆的核壳结构材料；(4)制备中间是氢化镁颗粒，外层是金属化合物颗粒的核壳结构镁基储氢材料。该专利技术公开的核壳结构镁基储氢材料，结构稳定，提高了材料的储氢性能，增强储氢材料的循环寿命。
[0004]专利CN110980635A公开了一种金属氧化物复合氢化镁储氢材料的制备方法。所述的制备方法为：以氢化镁为基料，混合金属氧化物颗粒，其中所述的混合料中金属氧化物的质量百分含量为1
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8％，将混合料在球磨机中通过充氢球磨得到金属氧化物复合氢化镁储氢材料。该专利技术通过加入纳米级金属氧化物颗粒，可以加速充氢球磨过程中对镁基复合粉体的氢化速度，有利于氢化镁粒径的减小；金属氧化物包覆纳米晶MgH2，形成优异的协同作用的核壳结构，具有良好的催化作用和显著的动力学性能，可以改善储氢反应速度控制微区放热，且金属氧化物能够有效消除储氢反应物Mg(OH)2的团聚，进而达到充分水解反应的目的。
[0005]上述镁基储氢材料外包覆的核壳结构相当于将镁基储氢材料进行了微胶囊化。微胶囊化的概念在20世纪30年代被首次提出，到50年代Green B.K.专利技术了将相分离复合凝聚法用于制备含油明胶的微胶囊，最终大规模应用于无碳复写纸的制备，在商业上取得极大的成功。微胶囊化是一种将固体、液体、气体等物质包埋在微小封闭胶囊内的方法。该方法不但能有效保护和隔离物质，减少氧化反应发生，钝化光敏性和热敏性；还能有效屏蔽芯材的不良气味，控制芯材的释放速度，改变芯材的理化性质(如分散性、颜色、形状、密度)，提高芯材贮存稳定性。目前，微囊化技术已经从最初的无碳复写纸和药物包覆拓展到粘合剂、药物、活细胞、活性酶、香料、化妆品、农药、油墨及石油等行业。
[0006]专利CN105433373A公开了食品和生物医药领域中一种斥水微胶囊制备方法、配方
及用途。所述斥水性微胶囊的主要原料为阿拉伯胶、明胶、辛烯基琥珀酸淀粉钠、酪蛋白、β
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环糊精、转谷氨酰胺酶和具有特有气味和滋味的油脂和脂溶性维生素或其混合物、抗氧化剂，本专利技术提供的斥水性微胶囊不溶于水，且在使用过程中耐高温、高压，不受溶液PH的影响，可以很方便的应用于食品和药品，该专利技术全部原料均符合GB2760的应用范围，同时微胶囊包埋率达到99％以上，该微胶囊产品氧化稳定性优于市场同类产品。
[0007]因此，现有技术中镁基储氢材料微胶囊或核壳结构多应用于能源领域，其制备在原料方面较多采用过渡金属(如Ti，Nb，V，Co，Mo和Ni)、金属氧化物、碳材料等，所采用的方法也多为高能球磨、化学镀、等离子法和气相沉积法，将镁基储氢材料微胶囊化应用于食品药品或护肤品领域，仍需不断的探索。
[0008]因此，如何获取一种能够应用于食品、药品或护肤品领域的微胶囊化镁基储氢材料，并实现氢气的靶向缓释控释，成为本领域一个亟待解决的重要技术问题。

技术实现思路

[0009]针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种能够应用于食品、药品或护肤品领域，并实现氢气的靶向缓释控释的微胶囊化镁基储氢材料。
[0010]具体的，本专利技术提供一种氢镁素微胶囊，所述微胶囊包括芯材和壁材，所述芯材包括氢镁素，所述氢镁素以氧化镁为原料，在高温下通过与氢氩混合气体的氢化反应制备得到；
[0011]所述壁材为壳聚糖
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乳清分离蛋白
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果胶复合壁材；
[0012]所述微胶囊通过喷雾干燥法制备得到。
[0013]本专利技术制备的固态储氢镁化合物氢镁素是一种经过特有的工艺将氢气储存镁化合物的一系列物理化学氢化过程，制备得到的氢镁素是微纳米尺寸级别，是一种氢镁素微纳米马达，利用释放氢气的气体推动作用，协助药物定向运输、局部治疗，本专利技术的氢镁素微纳米马达作为一种内源性驱动马达，能够智能响应微环境而自主到达靶部位，实现目标部位局部精准给药，增强疗效。同时，本专利技术的氢镁素的缓释控释放氢功能亦有双重保障，其一，氢镁素合成后表面被氧化物覆盖，状态稳定，遇水缓慢释放氢气，其二，本专利技术使用氢镁素微胶囊结构，一方面可以实现氢气的靶向缓释控释，最大限度地发挥芯材的效能；另一方面，使用微胶囊技术将重要成分包裹起来，保护氢镁素以及本专利技术的镁基微马达结构和功能，减少外界环境对氢镁素和苹果酸的影响和破坏，延长了产品的功效保持期。同时，本专利技术组合物中的氢镁素，在人体无论哪个部位反应最终产物都只生成水，不会有任何其他毒副残留物的产生，反而具有补水性，同时又具有补镁的功效。
[0014]本专利技术的壁材使用壳聚糖
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乳清分离蛋白
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果胶复合壁材。
[0015]壳聚糖是天然多糖中唯一的碱性多糖，天然存在于甲壳类动物的外骨骼、昆虫的表皮和一些真菌的细胞壁中，具有来源广泛、无毒、易化学修饰性、较高生物相容性，以及具有良好的吸附性、成膜性和可生物降解性等特点。由于其优越的功能性质和独特的分子结构，壳聚糖作为可生物降解材料用于新型给药系统，通过改变给药途径可大大提高药物疗效，具有控制释放、增加靶向性、减少刺激和降低毒副作用，以及提高疏水性药物通过细胞膜、增加药物稳定性等作用特点。利用壳聚糖可制备出多种具有负载、靶向、控释等作用的微胶囊。壳聚糖也是一种具有抗菌、抗真菌、粘接和胶凝性能的生物聚合物，它能被黏膜上
一定浓度的溶菌酶和结肠微生物产生的酶所特异性降解，由于其无毒性、生物降解性和生物相容性，且能增强活性物质的稳定性，维持包封材料的释放速度，使其在活性物质的包封和控释方面具有重要的应用价值，在组织工程和药物给药领域也具有广阔的应用前景。
[0016]果胶在动物和人体内不会被完整吸收，而是被肠道微生物广泛发酵，在胃肠道中的形成物类似于人造的果胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢镁素微胶囊，所述微胶囊包括芯材和壁材，其特征在于，所述芯材包括氢镁素，所述氢镁素以氧化镁为原料，在高温下通过与氢氩混合气体的氢化反应制备得到；所述壁材为壳聚糖
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乳清分离蛋白
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果胶复合壁材；所述微胶囊通过喷雾干燥法制备得到。2.如权利要求1所述的微胶囊，其特征在于，所述芯材与壁材的质量百分比比例为1：(2
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5)；所述壳聚糖、乳清分离蛋白和果胶的质量百分比比例为(6
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9)：(1.5
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5)：1。3.如权利要求1所述的微胶囊，其特征在于，所述壁材中的乳清分离蛋白经过儿茶素改性，具体改性方式为：将乳清分离蛋白溶液加入过氧化氢和抗坏血酸混合溶液中，振荡后加入儿茶素反应18
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24h，将反应后的溶液透析，冷冻干燥，制备得到改性乳清分离蛋白。4.如权利要求1所述的微胶囊，其特征在于，所述氢镁素以氧化镁为原料，制备方法包括以下步骤：步骤1：超高温加热得到熔融态氧化镁，通过定向凝固控制冷却速率得到氧化镁晶体；步骤2：采用激光刻蚀对得到的氧化镁进行粉碎、研磨与修饰，得到氧化镁粉末；步骤3：将氧化镁粉末放入反应炉中，通入氢氩混合气体；步骤4：继续加热，并向反应炉中再次通入氢氩混合气体，最终得到氢镁素。5.如权利要求1所述的微胶囊，其特征在于，所述步骤1中超高温加热的温度为2800
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3300℃，冷却速率为0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁之光，
申请(专利权)人：上海氢美健康科技有限公司，
类型：发明
国别省市：