[发明专利]一种两倍以上超饱和含氢溶液的制备装置及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及超饱和氢气水溶液的技术和装置，尤其涉及一种两倍以上超饱和含氢溶液的制备装置及其制备方法，具体的说是一种用化学方法产生氢气，并用物理方法制备超饱和氢气水溶液的方法和装置。

背景技术

对于富氢水的研究热始于2007在《自然医学》第一篇氢气生物学论文开始，常识告诉我们氢气是不溶于水的。在中学关于制备氢气的化学实验中，我们就采用排水发收集氢气，其主要原因是考虑到氢气是不溶于水。实际上，氢气并不是不能溶解与水，只是溶解度确实比较低。如果按照摩尔浓度计算，标准大气压下，20℃时水溶解纯氢气的浓度为0.91mmol/L。如何提升并保持饱和氢气水的浓度及稳定性，是氢气医学应用上的科研难题。

目前可以使用一种叫“氢棒”的产品来通过化学反应产生氢气，从而制备氢气水溶液，氢棒的英文名为hydrogenrich stick，意思为富含氢气的棒。它的原理是通过金属镁和水反应而产生氢气，化学方程式是Mg+H₂O＝＝Mg(OH)₂+H₂，通过某些矿物质的参与，镁会在冷水中缓慢均衡的反应，并生成丰富的氢气。

氢棒虽体积小巧、便于携带，能很方便的制作出含氢的水溶液，但缺点是制备含氢溶液时间长、含氢量低，并且无法获得两倍以上超饱和含氢水溶液。

发明内容

本发明针对现有技术中通过“氢棒”产品制备氢气水溶液主要存在制备时间长、含氢量低、并且无法获得两倍以上超饱和含氢水溶液的缺点，提供了一种通过化学反应产生氢气、制备含氢溶液时间短的制备两倍以上超饱和含氢溶液的装置及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种两倍以上超饱和含氢溶液的制备装置，包括机体、设在机体上的水罐、开口端设在水罐上的产氢部件，水罐内设有搅拌部件，产氢部件用于产生氢气，产氢部件为产氢试管，产氢试管的中部设有试管隔层，产氢隔层与产氢试管之间形成用于容置产生氢气的物品的空间。试管隔层为两厘米厚的海绵。试管隔层的作用是让水延时且缓慢进入产氢试管底部的化学反应区参与化学反应。

产生氢气的物品为水、氢化钙及硫酸铝混合粉末。可发生化学反应产生氢气的水、氢化钙及硫酸铝混合粉末容置于产氢部件内，将机体与水罐整体翻转，水与氢化钙及硫酸铝混合粉末接触发生化学反应产生氢气，氢气从产氢部件开口端通入水罐内与水混合，经搅拌部件搅拌气水混合液形成两倍以上超饱和含氢溶液。搅拌部件高速旋转搅拌，使得密闭水罐中的氢气迅速溶解于水中，从而在短时间内制得两倍以上超饱和含氢溶液。

化学反应产生氢气所需要的化学原料如下：

氢化钙CaH₂粉末：外观与性状为灰白色结晶或块状或者粉末，极易潮解，分子量42.10；氢化钙常用于粉末冶金，当加热至600～1000℃时，可与锆、铌、铪等金属氧化物还原，而得到相应的金属粉末。可作为轻便的氢气发生剂，也可用作还原剂、干燥剂、分析试剂。

硫酸铝Al₂(SO₄)粉末：外观与性状为白色斜方晶系结晶粉末，易溶于水，分子量342.15；硫酸铝第一大用途是用于造纸，第二大用途是在饮用水、工业用水和工业废水处理中做絮凝剂。

作为优选，产氢试管开口端设有试管盖，试管盖上设有气体单向阀。由于带气体单向阀的试管盖的存在，使得只允许气体单向从产氢试管内逸出，阻止了产氢试管外部的气体或液体进入产氢试管，从而制备出两倍以上超饱和含氢溶液。

作为优选，试管盖上设有卡槽，卡槽上固定设有橡胶垫固定拉条，橡胶垫固定拉条上设有橡胶垫，试管盖与产氢试管之间通过密封圈密封。卡槽用于固定单向开启的橡胶垫。橡胶垫的作用在于：当遇到产氢试管内气体产生向上的压力时橡胶垫开启，允许气体通过，当产氢试管内的压力小于产氢试管外的压力时，橡胶垫向下盖住卡槽，外部的液体不能进入产氢试管内，从而阻止了产氢试管外部的气体或液体进入产氢试管，避免了不必要的麻烦甚至安全事故的发生。

作为优选，机体与水罐之间设有密封环，密封环将水罐密封以防止气体泄漏。

作为优选，搅拌部件为搅拌叶轮，机体内设有电机，电机驱动搅拌叶轮。

作为优选，水罐罐体上设有标示水位的刻度线，刻度线包括第一刻度线、第二刻度线。

一种两倍以上超饱和含氢溶液的制备方法，制备步骤包括：

步骤一：产氢试管内发生化学反应产生高纯氢气：