[发明专利]利用电气石制备富含羟基自由基的弱碱性水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用天然矿物热释电功能材料电气石制备富含羟基自由基的弱碱性水的方法，属于功能晶体材料热释电催化化学领域。

背景技术

世界卫生组织(WHO)根据对世界长寿地区的大量调查结果进行分析，提出优质饮用水的其中一条标准是：弱碱性的水，pH值呈弱碱性，它可以中和体内酸性毒素，调节平衡体液的酸碱性，还可以活化细胞，提高机体的自身抗病能力。这就是长寿人健康长寿的秘密。

羟基自由基(·OH)是一种重要的活性氧，从分子式上看是由氢氧根(OH-)失去一个电子形成。羟基自由基具有极强的的电子能力也就是氧化能力，氧化电位2.8v。是自然界中仅次于氟的氧化剂。近年来，浓度高且结构稳定的有机废水不断出现，如何有效地去除这些难降解的有机废水已经成为水处理的热点问题。利用电生羟基自由基在有机废水处理中的应用引起了人们极大的关注。羟基自由基(·OH)因其有极高的氧化电位(2.8V)，其氧化能力极强，与大多数有机污染物都可以发生快速的链式反应，无选择性地把有害物质氧化成CO2、H2O或矿物盐，无二次污染。目前国内外有不少研究者进行利用·OH处理有机废水的研究。产生·OH的途径较多，主要有Fenton法、氧化絮凝法、臭氧法、超声降解法和光催化法。随着我国经济的快速发展，环境污染特别是水污染问题愈加严重，环境保护和水处理问题愈来愈引起人们的重视，亟待开发简单、高效、天然、绿色、环保有益于人们生活健康的水处理技术来获得弱碱性水和产生羟基自由基。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种利用电气石制备富含羟基自由基的弱碱性水的方法。

发明概述

本发明利用天然矿物热释电功能材料电气石的热释电催化作用，通过电气石对水的作用获得弱碱性水，并在温度的涨落作用下利用电气石对水的热释电催化作用产生羟基自由基，最终获取pH值在7.00～8.55之间的弱碱性水并富含羟基自由基(活性氧)，该方法具有成本低廉、操作简便、绿色环保、无毒、无污染和可长期重复使用的优点。

发明详述

本发明的技术方案如下：

一种利用电气石制备富含羟基自由基的弱碱性水的方法，步骤如下：

(1)按1～100g/L的添加量向水中加入电气石粉，搅拌制成悬浮液，pH值在7.00～8.55之间，

(2)然后对步骤(1)制得的悬浮液升温至78～82℃保持8-10分钟，冷却至室温，如此反复循环25-30个周期。通过反复升温、降温可利用电气石对水溶液的热释电催化作用产生羟基自由基，在热释电催化反应过程中可通过搅拌使水溶液保持悬浮状态。

上述步骤(2)中的升温采用电加热、蒸汽加热、或者利用太阳光照射自然采暖方式均可，

上述步骤(2)中的冷却至室温可以通过循环水冷却，也可以采用其他便宜的降温方法进行冷却。其中优选通过循环水冷却。

由于羟自由基性质极其活泼，半衰期极短，直接检测生物体内的·OH非常困难。因此，当需要对羟自由基进行检测是，可选择以水杨酸作为捕捉剂，·OH攻击水杨酸生成2，32二羟基苯甲酸(2，32DHBA)和2，52二羟基苯甲酸(2，52DHBA)，利用高效液相色谱技术(HPLC)检测2，32DHBA和2，52DHBA间接推测·OH的含量。具体做法是，在上述制备方法的步骤(1)制得的悬浮液中，按每升悬浮液3～6mg的添加量加入水杨酸，搅拌至完全溶解。在实施例中将对此给予更为详细的说明。

天然矿物电气石(Tourmaline)俗称为“碧玺”。电气石富含挥发组分硼和水，多产于伟晶岩及气成热液矿中，变质岩和变质矿床中亦有产出。电气石是人类发现最早的压电、热释电材料。其压电性可用于无线电工业；其热释电性可用于红外探测、制冷业。色泽鲜艳、清彻透明者可作宝石原料(俗称碧玺)。