本发明专利技术公开了一种常温低聚水簇的制备装置和制备方法，属于基础化学领域。该装置包括水泵和与其连接的低聚水簇发生装置，低聚水簇发生装置包括通水管道和设置于其中的至少三个平行排布的通孔盘，每个通孔盘上均设有多个通孔，且每个通孔盘进水侧均固定有金属钼盘，金属钼盘上的通孔与通孔盘上的通孔一一对应，则自来水被水泵泵入通水管道中，依次通过通孔盘后形成常温低聚水簇。本发明专利技术通过多个由金属钼盘和通孔盘组成的组合盘设置，使自来水在通过多个组合盘后，能通过水流的机械扰动发生自身内部碰撞后氢键断裂，并同时为氢键断裂的低聚水分子簇补充电子，使其保持常温低聚水簇的长期维持。结构简单，成本低，为水分子簇的研究提供强有利的支持。提供强有利的支持。提供强有利的支持。
【技术实现步骤摘要】
一种常温低聚水簇的制备装置和制备方法
[0001]本专利技术涉及基础化学领域，特别是涉及一种常温低聚水簇的制备装置和制备方法。
技术介绍
[0002]水在自然界以绝对优势大量存在，并且是人类生产生活所必须。水的化学组成十分简单:由一个氧原子和两个氢原子所组成的分子型化合物，然而它却体现出很多不同于其他化合物的物理化学性质。例如，根据热力学计算，以单分子存在的水其熔点和沸点应是
‑
110℃和
‑
85℃，远小于实际的0℃和100℃，由于水异常的熔沸点等特殊性质，人们推测在自然状态下水并非以单分子存在，而应以分子簇的形式存在。
[0003]1997年《科学》杂志刊出水分子簇专刊，2004年《科学》评选当年十大科技新闻，水分子簇(包括质子化簇)研究被列入其中。科学界现已公认水的结构为分子簇理论，水是由单分子水(H2O)n＝1，双分子水(H2O)n＝2，六环水(H2O)n＝6以及五角十二面体水，甚至更大的分子团(n＝100甚至更大)构成。理论物理学家、结构化学家、数学家开始水分子簇微观结构研究，六环水就有环状、船状、书状、笼状和棱柱状，找到了比较稳定的五角十二面体。另有科学家开始了水簇n的大小研究，采用两种办法多款仪器，巧妙地采用可变压力蒸汽容器，超声波高速气流喷射进入高真空室。G.Torch用电子衍射研究n簇，有人用X衍射研究其结构，还有人用高分辨质谱研究n族。J.W.Shin等和Mitsuhiko，Miyazakj两个实验室彼此独立开展n簇(含质子簇)与红外傅立叶、激光拉曼联合散射，得到相同的结果。K.Nauta和R.E.Miller则采用液氦滴自由下落，捕集与冷冻水蒸汽，再用红外观察，T.Mitsui则在高真空中用扫描隧道显微镜(TSM)观察n及n簇结构，这些试验均为半定量式。开展定量测定十分困难，尤其直接对液态水的n簇研究进展十分缓慢。
[0004]水分子的特殊结构为氧原子和两个氢原子呈三角形，其夹角为105
°
，氧原子为中心对应于两个氢原子的方向，存在两个带负电的电子云，它吸引相邻水分子的氢核，以氢键结合方式形成环叠式分子团，通常以H2O表示水分子的氢、氧之间以共价健结合，而相邻水分子的氢、氧之间以氢键保持联系。水簇作为大量液态水的简化，可以为液体水性质的研究提供有效的途径。水簇的研究不仅可以了解水的一些不同寻常的行为，还为了探索水分子在生物体内的存在形式与所起到的作用以及设计新颖的功能材料。因此，研究水分子簇对于水本身的性质以及其作为溶剂的性质有着非常重要的意义。
[0005]本专利技术就是在此基础上，创设一种常温低聚水簇的制备装置和制备方法，使其通过对纯化水施加一定的压力依次流经带有通孔的组合盘，使之形成湍流，将高聚水分子簇打散成低聚水分子簇，甚至为单分子水，同时向低聚水分子簇中注入电子束已保证低聚水分子簇的稳定，实现常温低聚水簇的制备。
技术实现思路
[0006]本专利技术要解决的技术问题是提供一种常温低聚水簇的制备装置，使其通过对纯化
水施加一定的压力依次流经带有孔隙的组合盘，使之形成具有剪切力的湍流，将高聚水分子簇打散成低聚水分子簇，甚至为单分子水，同时向低聚水分子簇中注入电子束已保证低聚水分子簇的稳定，实现常温低聚水簇的制备。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种常温低聚水簇的制备装置，包括水泵和与其连接的低聚水簇发生装置，所述低聚水簇发生装置包括通水管道和设置于所述通水管道中的至少三个平行排布的通孔盘，每个所述通孔盘上均设有多个通孔，且每个所述通孔盘的进水侧均固定有金属钼盘，所述金属钼盘上的通孔与所述通孔盘上的通孔一一对应设置，则自然状态下的水被所述水泵泵入所述通水管道中，依次通过所述通孔盘后形成常温低聚水簇。
[0008]进一步改进，相邻所述通孔盘上的通孔不共轴。
[0009]进一步改进，所述通孔盘上的通孔按同心圆结构排布，外侧同心圆上的通孔较内侧同心圆上的通孔数量多，且所述通孔直径相等。
[0010]进一步改进，每个所述通孔盘结构相同，且两两相邻的所述通孔盘之间存在30
‑
80℃的旋转角度。
[0011]进一步改进，所述通孔盘采用陶瓷、金属或塑料材料制成，所述金属钼盘采用金属钨盘。
[0012]进一步改进，所述通孔盘的厚度为6
‑
15mm，金属钼盘的厚度为1
‑
6mm，所述金属钼盘与通孔盘之间紧密贴合设置。
[0013]进一步改进，所述通水管道中设置六个间距相同的所述通孔盘，两两相邻的所述通孔盘之间的距离为所述通孔盘直径的0.5
‑
2倍。
[0014]进一步改进，所述通水管道的中间部分直径大于其进水口和出水口处的直径，所述中间部分由多个带法兰盘的管道组成，两两相邻的管道之间通过法兰盘固定连接，且两两相邻的管道之间设置有由所述金属钼盘和通孔盘组合而成的组合盘，所述组合盘的两侧均设有密封圈。
[0015]作为本申请的又一改进，本专利技术还提供一种常温低聚水簇的制备方法，所述制备方法采用上述的常温低聚水簇的制备装置实现，所述制备方法为：
[0016]由所述水泵将自然状态下的纯化水泵入所述通水管道的中，纯化水在水泵压力下依次通过所述金属钼盘和通孔盘的通孔，形成产生纵向振动波的水流，水流在通过所述通孔时由于撞击和扭转作用，在流体内部产生剪切力，导致水分子间氢键的断裂，形成低聚水分子簇，并且所述金属钼盘在水流通过时不断释放电子，使释放的电子游离在产生的低聚水分子簇中，保持水分子的低聚状态，形成稳定的常温低聚水簇。
[0017]进一步改进，所述制备方法中纯化水采用蒸馏方法制备。
[0018]采用这样的设计后，本专利技术至少具有以下优点：
[0019]1.本专利技术常温低聚水簇的制备装置通过多个由金属钼盘和通孔盘组成的组合盘设置，使自来水在通过多个组合盘后，能通过水流的机械扰动发生自身内部碰撞后氢键断裂，并同时为氢键断裂的低聚水分子簇补充电子，使其能保持常温低聚水簇的长期维持。该装置结构简单，成本低容易实现，制备得到的低聚水簇可用于所有对于水簇研究的领域，为水分子簇的研究提供强有利的支持。
[0020]2.通过相邻通孔盘上的通孔不共轴设置，更容易使水流在通过通孔盘时形成湍流
现象，增加水通过下一个组合盘通孔时碰撞力和剪切力，更利于水分子簇从高聚状态释放为低聚状态。
[0021]3.本专利技术常温低聚水簇的制备方法通过由多个组合盘形成的低聚水簇发生装置，便于形成水流的机械扰动，形成湍流，利于水分子簇从高聚状态释放为低聚状态，同时还通过金属钼盘的释放电子作用，阻止低聚水簇中水分子的重新聚集，保持水的低聚状态，稳固可靠。
附图说明
[0022]上述仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。
[0023]图1是本专利技术常温低聚水簇的制备装置的结构示意图。
[0024]图2是本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种常温低聚水簇的制备装置，其特征在于，包括水泵和与其连接的低聚水簇发生装置，所述低聚水簇发生装置包括通水管道和设置于所述通水管道中的至少三个平行排布的通孔盘，每个所述通孔盘上均设有多个通孔，且每个所述通孔盘的进水侧均固定有金属钼盘，所述金属钼盘上的通孔与所述通孔盘上的通孔一一对应设置，则自然状态下的水被所述水泵泵入所述通水管道中，依次通过所述通孔盘后形成常温低聚水簇。2.根据权利要求1所述的常温低聚水簇的制备装置，其特征在于，相邻所述通孔盘上的通孔不共轴。3.根据权利要求2所述的常温低聚水簇的制备装置，其特征在于，所述通孔盘上的通孔按同心圆结构排布，外侧同心圆上的通孔较内侧同心圆上的通孔数量多，且所述通孔直径相等。4.根据权利要求3所述的常温低聚水簇的制备装置，其特征在于，每个所述通孔盘结构相同，且两两相邻的所述通孔盘之间存在30
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80℃的旋转角度。5.根据权利要求1所述的常温低聚水簇的制备装置，其特征在于，所述通孔盘采用陶瓷、金属或塑料材料制成，所述金属钼盘采用金属钨盘。6.根据权利要求5所述的常温低聚水簇的制备装置，其特征在于，所述通孔盘的厚度为6
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15mm，金属钼盘的厚度为1
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6mm，所述金属钼盘与通孔盘...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫春雨，张丽颖，刘锦辉，
申请(专利权)人：北京石尚新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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