[發明專利]一種基于可見光催化產氫的保健富氫杯

在審

• 申請號: 202210148291.3
• 申請日: 2022-02-17
• 公開（公告）號: CN114477411A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 黃鞏偉;丁德;陳殷
• 申請（專利權）人: 湖南意研堂科技有限公司
• 主分類號: C02F1/68
• 分類號: C02F1/68;C01B3/04;B01J19/00;B01J19/12;B01F23/20;B01D63/06;C02F1/44;C02F101/20
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1.一種基于基于可見光催化產氫的保健富氫杯，其特征在于：由杯體1，杯體夾層2，催化劑層3，中空纖維管膜4，連通管5，硅膠單向閥6，密封墊環7，杯蓋8組成；在毛細力作用下，杯體1中的少量水經由中空纖維管膜4純化，進入填充有可見光活性的催化劑層3的夾層2中與催化劑接觸，將杯子放置在光照下輻照一定時間，在可見光及紫外光作用下裂解水生成氫氣；氫氣經過連通管和單向閥后進入杯體中，溶解于水中形成富氫水，通過劇烈搖動杯中的水，可有效促使氫氣溶解于水中，以便生成濃度更高的富氫水；該富氫杯生成及使用成本低，使用時無需電源或其它外部輔助裝置，結構簡單故障少，氫氣產生過程中無伴隨的重金屬離子污染和臭氧，可有效避免了對人體的相應副作用。

2.如權利要求1 所述，該富氫水杯其特征在于，所需工作光源為可見光或紫外光，優選自然日光；使用時，將水加入杯中，在日光下暴曬10分鐘至數小時，即可產生氫氣。

3.如權利要求1 所述，富氫杯的杯體1其特征在于，可選材質為透明的鋼化玻璃，聚乙烯，聚丙烯，PET, PC等，優選鋼化玻璃。

4.如權利要求1 所述，該富氫杯催化劑層3其特征在于，催化劑層3可通過涂膜到夾層內壁制備，厚度為1-1000微米，優選50-200微米；也可以涂層到高比表面積的纖維填料表面然后填充到夾層中，填充厚度為10-3000微米，優選500-2000微米。

5.如權利要求4 所述，催化劑層3其特征在于，通過金屬鈦化合物前驅體配制成醇或醇/水溶液，向其中加入1-8wt%的鐵、鋅、銅、鎢的硫酸鹽硝酸鹽或氯鹽（優選1-3wt%），或者加入3-10 wt%的g-C₃N₄粉體（優選3-6 wt%），室溫攪拌10～30min；將溶液滴加到玻璃杯體夾層或纖維絲載體中（重量比為2-25 wt%），待溶液均勻附著后，將杯體或纖維絲干燥后，放入爐中高溫（100-480 ^oC）退火1～3小時，獲得可見光活性催化劑層。

6.如權利要求1 所述，該富氫水杯其結構特征在于，杯體底部固定安裝有中空纖維管膜4，杯內裝有水時，在重力作用下，水經過中空纖維管膜4凈化后進入到杯體夾層2中，與夾層中的催化劑層3進行接觸；在光照作用下，水被催化分解產生氫氣，匯集到夾層頂部；通過夾層頂部的聯通結構及硅膠單向閥后，氫氣進入杯中富集，并溶解于水中形成富氫水。

7.如權利要求1 所述，該富氫水杯富氫水的生成特征在于，富氫杯杯體通過密封墊環7用杯蓋8進行密封后，光解產生的氫氣可以在杯體中逐漸富集，用戶通過搖晃杯中的水可有效增加水中氫的溶解含量，富氫水通過物理方法混合氫氣和水獲得，沒有任何污染；中空纖維管膜4可以有效將催化劑與杯中的水進行分隔，避免水中可能的雜質對催化劑造成毒害，也可以避免催化劑中金屬離子反滲到水中；單向閥可以讓夾層中產生的氫氣順利進入杯體，也可防止杯中的水直接灌入催化劑夾層，起到將催化劑與杯中的水進行隔離。