[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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本發明實施方式提供了一種基于光催化制氫的富氫杯及富氫水的方法，基于合成制備的無毒無害可見光活性催化劑夾層，設計開發了一種可見光驅動的富氫杯，其結構非常簡單，易于生產和維護，僅需光照即可產生氫氣，不再需要通電即可方便的獲取富氫水，解決現有富氫杯使用過程中對水質造成污染的問題；同時，使用該技術的富氫杯及富氫水生產使用成本大幅降低，可以有效推動富氫水的大規模應用和普及。

技術領域

本發明涉及一種具有保健作用的富氫杯，涉及保健富氫水技術領域，具體涉及一種利用可見光及安全環保型催化劑產氫的富氫杯及富氫水的產生方法。

背景技術

氫氣能直接中和羥基自由基，從而清除人體內有害的自由基；氫氣也被證明可用于治療動物皮膚癌。大量研究顯示吸氫具有抗炎抗氧化作用，同時無副作用，吸入方便，有助于降低氣道氧化應激損傷相關炎性水平，清除體內自由基，改善咳嗽等呼吸系統癥狀。人體吸入氫氣后，并不能直接吸收氫氣，氫氣首先溶解于人體組織液或血液中進入血液循環，然后被運輸到相應部位細胞發揮效用。由于氫氣在水中溶解性極低，絕大部分呼入的氫氣會排出體外，只有微量的氫氣會進入人體。通過將氫氣預先溶于水中，飲用富氫水可獲得與吸入氫氣類似保健效果，實現對人體內自由基的清除。

由于氫氣的生產、儲存和運輸相對復雜，成本很高，通過吸氫或氫氣瓶來實現人體的保健功能缺乏安全及經濟可行性。家用富氫產品或富氫杯通常采用更為方便的鉑電極電解方式產生氫氣。電解法需要直流電源對水進行電解，電極中重金屬離子及添加劑會導致水質污染，還會產生對人體有害的臭氧。電解法的富氫杯結構非常復雜，維護保養也比較復雜，這也導致其購買和使用成本很高，限制了富氫產品的推廣和應用。電解法可以快速的產生氫氣，然而富氫水中實際的氫氣飽和濃度較低，水中無法溶解大量的電解產氫。因此，電解產氫并不是生產富氫水的理想來源，成本過高。光產氫產氫速度較慢，但通過使用基于設計篩選的光催化劑，在太陽光及可見光作用下即可實現穩定的產氫，足以滿足富氫水制備的需要，實現低生產及保養成本的富氫水制備和生產，實現富氫水低成本的推廣和普及。

發明內容

本發明實施方式提供了一種基于光催化制氫的富氫杯及富氫水的方法，通過應用針對性開發的無毒無害可見光活性催化劑產氫涂層，可使富氫杯結構變得非常簡單，維護更加方便。僅需光照即可產生氫氣，不再需要通電即可方便的獲取富氫水，解決現有富氫杯使用過程中對水質造成污染的問題；同時，使用該技術的富氫杯及富氫水生產使用成本大幅降低，可以有效推動富氫水的大規模應用和普及。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

本發明實施方式中涉及的一種無電極的可見光產氫富氫杯，由杯體，光催化產氫夾層，中空纖維管膜，連通管，單向閥，密封墊環等構成。

進一步的，當用戶在杯體中加入水后，由于毛細作用力及重力作用，微量水通過中空纖維管膜凈化后進入富氫杯的夾層中，與催化劑進行接觸。

進一步的，與光催化劑接觸的水在可見光及催化劑作用下，被催化分解轉化為氫氣，通過夾層頂端的硅膠材質的連通管及單向閥。

進一步的，硅膠材質的連通管及單向閥固定在杯體夾層頂端，光照射下產生的氫氣通過單向閥后排放到杯體內部。

進一步的，在杯體中加入水后，使用杯蓋及密封墊環將杯子蓋緊，將杯子放置在光照環境下輻照10分鐘到數個小時，杯體中即可產生一定濃度的氫氣，氫氣可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。

進一步的，該富氫水杯其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，然后搖勻即可飲用；也可使用室內普通光源，但輻照時間需要加長；使用紫外光可有效提高產氫的速率及產氫量。

進一步的，該富氫水杯夾層中催化劑可以涂膜到夾層內壁，厚度為1-1000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。