本發(fā)明屬于無機非金屬材料領(lǐng)域，具體涉及具有凈化和活化水功能的材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

目前，我國淡水資源十分緊缺，又受到城市生活污水、工業(yè)廢水水體的污染；固體廢棄物對水體的污染；酸雨對水體的污染；污水灌溉與大量使用農(nóng)藥化肥對水體的污染；以及溫室效應(yīng)引發(fā)的海平面上升，導(dǎo)致海岸帶河口地區(qū)海水倒灌、咸潮入侵對淡水體的影響和破壞等等，都加劇了我國飲用水環(huán)境的惡化。我們?nèi)祟愔杏?0%的疾病和三分之一的死亡率與飲用水不潔有關(guān)，每年因飲用水不潔直接或者間接引起的死亡人數(shù)非常多。

由于氫鍵的作用，水分子不是以單個H2O分子存在的，而是彼此可以結(jié)合為大的水分子團。一般水以36～37個水分子構(gòu)成分子團存在。這種大分子簇團，參與體內(nèi)生物化學(xué)反應(yīng)差，脂質(zhì)代謝差。這種水即使再純，也不能被人體及生物體體內(nèi)的細胞和染色體很好的吸收。同時，這種環(huán)形凝聚結(jié)構(gòu)的水，很容易包藏有毒有害的有機物，使人體的健康遭受損害。

飲用水的質(zhì)量直接影響著人們的身體健康。目前市場上的純凈水，一般取材于地下水或自來水，運用過濾法、蒸餾法、離子交換法、電滲析法、反滲透法等技術(shù)處理制成，去除了雜質(zhì)，得到了凈化，但同時也將人體需要的微量元素一起除掉了，隨之出現(xiàn)了礦化技術(shù)。經(jīng)礦化處理后的水含有了豐富的礦化物質(zhì)和微量元素，較好地解決了這一問題。但是，在水資源特別匱乏的今天，可使污染的水、退化的水恢復(fù)原生態(tài)成了人們的關(guān)注點，如何一并解決飲用水凈化和活化問題成了擺在我們面前的新課題。

活化水技術(shù)主要是研究水分子的結(jié)構(gòu)變化，可以通過遠紅外線、高強磁場、超聲波等技術(shù)高效地將普通水的分子結(jié)構(gòu)變小，成為最有利于人體健康的水分子團結(jié)構(gòu)。

活化水具有很多優(yōu)點：

（1）活化水的水分子之間的距離被拉大，分子間結(jié)合度（表示結(jié)合的緊密程度）低，水分子活性大，容易向細胞中滲透。

（2）活化水為短鏈的小分子團水，其結(jié)構(gòu)更接近人體細胞內(nèi)的水，容易被細胞吸收，能快速解渴。

（3）活化水溶解于水中的空氣量增大，水中富含氧，有補養(yǎng)功能。

（4）溶解力高，可加速清除體內(nèi)毒素利多余廢物，提高免疫力，增強生命活力。

（5）礦物質(zhì)含量適中，pH值呈中性，避免了礦物質(zhì)過多過少和pH值偏酸偏堿對人體的危害。

（6）水中對人體有害的余氯、有機化學(xué)物質(zhì)等有害物質(zhì)含量極少。

針對我國瓶（桶）裝水、凈水器和分質(zhì)供水三分天下的行業(yè)現(xiàn)狀，在中國醫(yī)促會健康飲用水專業(yè)委員會倡導(dǎo)的健康水標準的基礎(chǔ)上，我對多功能健康材料及其加工技術(shù)進行研究，結(jié)合淄博的陶瓷產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，研發(fā)出了對飲用水進行凈化和活系列功能材料。產(chǎn)品經(jīng)中國廣州分析測試中心、廣州市白云區(qū)疾病預(yù)防控制中心、環(huán)境試樣放射性核種分析實驗室等多家權(quán)威部門的監(jiān)測，均達到或超過國家有關(guān)標準的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述存在的不足，本發(fā)明提供了一種具有凈化和活化水功能的材料。本發(fā)明的具有凈化和活化水功能的材料主要用于對飲用水進行凈化、活化處理，使水分子微小化、提升溶氧量及抗菌能力，去除水中的重金屬離子、余氯等有害物質(zhì)，有利于人體的心肝脾胃腎及農(nóng)作物的生長。無需外接電源，價格低壽命長，經(jīng)濟環(huán)保。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種具有凈化和活化水功能的材料，由以下重量百分比的原料制備而成：

碳酸鈣65.0-90%、氧化二鉀1.0-10%、三氧化二鐵0.5-5%、氧化鈣0.1-5%、二氧化鈦0.1-2%、二氧化硅0.05-2%、三氧化硫0.01-2%、氧化錳0.01-2%、氧化鋇0.005-2%、鍶0.005-2%、氧化二銣0.001-1%、氧化銅0.001-1%、三氧化二釔0.001-0.005%。

作為本發(fā)明優(yōu)選地，所述的具有凈化和活化水功能的材料，由以下重量百分比的原料制備而成：

碳酸鈣83%、氧化二鉀7.5%、三氧化二鐵2.5%、氧化鈣3%、二氧化鈦1.2%、二氧化硅0.8%、三氧化硫0.9%、氧化錳0.9%、氧化鋇0.03%、鍶0.07%、氧化二銣0.007%、氧化銅0.09%、三氧化二釔0.003%。

進一步地，所述的具有凈化和活化水功能的材料的制備方法，由以下工藝步驟組成：

（1）稱料、破碎、混合：按重量百分比稱取碳酸鈣、氧化二鉀、三氧化二鐵、氧化鈣、二氧化鈦、二氧化硅、三氧化硫、氧化錳、氧化鋇、鍶、氧化二銣、氧化銅、三氧化二釔，混合后破碎，得到混合粉末；

（2）成型：向步驟（1）得到的混合粉末加入原料總重四分之一的水，攪拌均勻成濃稠狀，制成所需的胚體；

（3）燒成：將步驟（2）得到的胚體在常壓、溫度為700-100℃的干燥環(huán)境下烘干3-7h，再進行焙燒35-40h，得到成型胚體；

（4）包裝：將步驟（3）制得的成型胚體清洗、晾干、分級、檢驗、包裝、抽檢，得到具有凈化和活化水功能的材料。

進一步地，所述的具有凈化和活化水功能的材料的制備方法，在步驟（1）所述混合粉末是顆粒度為50-100nm的納米粉末。

進一步地，所述的具有凈化和活化水功能的材料的制備方法，在步驟（2）所述胚體為顆粒、芯片、蜂窩、柱或多孔形狀。

其中所述多孔形狀的具有凈化和活化水功能的材料有利于喜氧菌培養(yǎng)，水的接觸面更加到位。

進一步地，所述的具有凈化和活化水功能的材料的制備方法，在步驟（3）所述焙燒溫度為1000-1800℃。

進一步地，所述的具有凈化和活化水功能材料在凈化和活化水處理中的應(yīng)用。

進一步地，所述的應(yīng)用，部分或全部采用所述具有凈化和活化水功能的材料制備與水或含水物質(zhì)能長期和有效接觸，具有凈化和活化水功能的衛(wèi)生、環(huán)保、營養(yǎng)和保健養(yǎng)生制品。

綜上所述，本發(fā)明由于采用了上述方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

（1）本發(fā)明具有凈化和活化水功能的材料主要用于水杯或者水箱中，將水加入或者流經(jīng)裝有該材料的容器即可，無需外接電源，使用壽命長，價格低廉，經(jīng)濟環(huán)保。

（2）本發(fā)明具有凈化和活化水功能的材料能夠?qū)︼嬘盟M行凈化、活化處理，使水分子微小化、提升溶氧量及抗菌能力，去除水中的重金屬離子、余氯等有害物質(zhì)。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清除、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1：

一種具有凈化和活化水功能的材料，由以下重量百分比的原料制備而成：碳酸鈣65.0-90%、氧化二鉀1.0-10%、三氧化二鐵0.5-5%、氧化鈣0.1-5%、二氧化鈦0.1-2%、二氧化硅0.05-2%、三氧化硫0.01-2%、氧化錳0.01-2%、氧化鋇0.005-2%、鍶0.005-2%、氧化二銣0.001-1%、氧化銅0.001-1%、三氧化二釔0.001-0.005%。

上述所述具有凈化和活化水功能的材料的制備方法，由以下工藝步驟組成：

（1）稱料、破碎、混合：按重量百分比稱取碳酸鈣、氧化二鉀、三氧化二鐵、氧化鈣、二氧化鈦、二氧化硅、三氧化硫、氧化錳、氧化鋇、鍶、氧化二銣、氧化銅、三氧化二釔，混合后破碎至顆粒度為50-100nm的納米粉末，得到混合粉末；

（2）成型：向步驟（1）得到的混合粉末加入原料總重四分之一的水，攪拌均勻成濃稠狀，制成顆粒、芯片、蜂窩、柱或多孔形狀的胚體；

（3）燒成：將步驟（2）得到的胚體在常壓、溫度為700-100℃的干燥環(huán)境下烘干3-7h，再進行焙燒35-40h，焙燒溫度為1000-1800℃，得到成型胚體；

（4）包裝：用自來水將步驟（3）制得的成型胚體清洗、晾干、分級、檢驗、包裝、抽檢，得到具有凈化和活化水功能的材料。

本發(fā)明制造的不同胚體的系列材料的系列產(chǎn)品功能特點如下：

1、凈化功能

（1）抗菌力：經(jīng)中國廣州分析測試中心、廣州市白云區(qū)疾病預(yù)防控制中心對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌進行測試，該陶瓷球?qū)瘘S色葡萄球菌和大腸桿菌的24小時殺菌率達到99.8％。

（2）采用本發(fā)明具有凈化和活化水功能的材料進行處理后的水各項指標均符合GB/T5750.4-2006，即《生活飲用水標準檢驗方法感官性狀和物理指標》（2006）的標準。

2、活化水功能

流經(jīng)凈化和活化水功能的材料的水，能馬上聚焦能量，有很好的波動，及豐富的微量元素，具高溶氧，低還原電位特性。同時凈化和活化水功能的材料具備良好的磁場，瞬間切斷水中的氫鍵，使原水從13個分子團子束以上的大分子團束水，適時形成5-6個水分子團束的小分子團水。此能態(tài)可以長久時間保存，使小分子團水不會恢復(fù)成大分子團水。同時使溶解于其中的有毒氣體釋放。水分子團越小，活性越大，具有很好的健康促進功能，這種水越好喝。

經(jīng)活化的水外觀晶瑩剔透，口感甘甜，而且因其分子結(jié)構(gòu)和活化指標獨特而且有很強的滲透力、擴散力、溶解力、代謝力、排毒力和補氧的保健功能。飲用活化水能快速調(diào)節(jié)消除口腔異味、黑眼圈、烏發(fā)潤發(fā)等保健功能。

3.本系列產(chǎn)品的安全檢測

（1）放射性核種的測試

經(jīng)環(huán)境試樣放射性核種分析實驗室測試了凈化和活化水功能的材料以伽馬能譜儀計測分析，未檢測到任何人造伽馬放射性核種。

經(jīng)中國廣州分析測試中心測試了利用凈化和活化水功能的材料處理后的水，K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、錳、鋰、鍶、鋅、鋁、硼酸、硒、礬及重金屬元素等均符合GB/T5750.6-2006/1.5的標準、硫酸根離子符合IC（HJ/T84-2001）的標準，其余項目符合GB/T8538-1995的標準。

（2）安全衛(wèi)生檢測

經(jīng)廣州市白云區(qū)疾病預(yù)防控制中心對該球進行檢測，凈化和活化水功能的材料符合《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護材料衛(wèi)生安全評價規(guī)范》(2001)標準。

應(yīng)用本發(fā)明系列產(chǎn)品處理飲用水可達到的主要技術(shù)指標如下：

不含任何對人體有毒、有害及有異味的物質(zhì)；

水中余氯含量較少，小于0.3mg/L，過濾型余氯為0mg/L；

水中礦物質(zhì)含量及比例適合各地區(qū)的人體要求；

pH值呈微堿性(7.1～7.6)；

水中溶解氧及二氧化碳含量達到健康飲用水標準，溶氧量提升40%；

長期保持小水分子團(NMR-O17半峰寬≤70Hz)；

水的營養(yǎng)、生理功能(如水的溶解力、滲透力、擴散力、乳化力、洗凈力等)較強。

所述具有凈化和活化水功能材料在凈化和活化水處理中的應(yīng)用，部分或全部采用所述具有凈化和活化水功能的材料制備與水或含水物質(zhì)能長期和有效接觸，具有凈化和活化水功能的衛(wèi)生、環(huán)保、營養(yǎng)和保健養(yǎng)生制品。其中所述保健制品有水杯、水瓶、水箱，具體為在生產(chǎn)該保健制品時加入了本發(fā)明的凈化和活化水功能的材料。

實施例2

一種具有凈化和活化水功能的材料，由以下重量百分比的原料制備而成：碳酸鈣83%、氧化二鉀7.5%、三氧化二鐵2.5%、氧化鈣3%、二氧化鈦1.2%、二氧化硅0.8%、三氧化硫0.9%、氧化錳0.9%、氧化鋇0.03%、鍶0.07%、氧化二銣0.007%、氧化銅0.09%、三氧化二釔0.003%。

上述所述具有凈化和活化水功能的材料的制備方法，由以下工藝步驟組成：

（1）稱料、破碎、混合：按重量百分比稱取碳酸鈣、氧化二鉀、三氧化二鐵、氧化鈣、二氧化鈦、二氧化硅、三氧化硫、氧化錳、氧化鋇、鍶、氧化二銣、氧化銅、三氧化二釔，混合后破碎至顆粒度為70nm的納米粉末，得到混合粉末；

（2）成型：向步驟（1）得到的混合粉末加入原料總重四分之一的水，攪拌均勻成濃稠狀，制成顆粒、芯片、蜂窩、柱或多孔形狀的胚體；

（3）燒成：將步驟（2）得到的胚體在常壓、溫度為850℃的干燥環(huán)境下烘干5h，再進行焙燒37h，焙燒溫度為1400℃，得到成型胚體；

（4）包裝：將步驟（3）制得的成型胚體清洗、晾干、分級、檢驗、包裝、抽檢，得到具有凈化和活化水功能的材料。其余同實施例1。

為了更好的說明本發(fā)明凈化和活化水功能的材料所生產(chǎn)的水對人體有益處，有利于人體的心肝脾胃腎，做以下實驗。

1、對血液脂質(zhì)過氧化影響實驗

選取15只小鼠，體征相當，平均分成三組，每組5只，第一、第二組小鼠以本發(fā)明實施例1、實施例2的材料所生產(chǎn)的水喂養(yǎng)，第三組小鼠以一般水喂養(yǎng)，喂養(yǎng)一個月，采血進行血漿中MDA濃度分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以本發(fā)明實施例1、實施例2的材料所生產(chǎn)的水所喂食的小鼠血漿中MDA平均濃度較用一般水喂養(yǎng)的小鼠低，而且?guī)缀趺恳恢挥帽景l(fā)明凈化和活化水功能的材料所生產(chǎn)的水喂養(yǎng)的小鼠的MDA都低于一般水喂養(yǎng)的小鼠。

2、對肝臟的保護作用

選取15只小鼠，體征相當，平均分成三組，每組5只，第一、第二組小鼠以本發(fā)明實施例1、實施例2的材料所生產(chǎn)的水喂養(yǎng)，第三組小鼠以一般水喂養(yǎng)，喂養(yǎng)一個月，給每只小鼠注射每公斤4公克的酒精劑量，每天注射一次，連續(xù)注射7天，再對小鼠肝臟進行組織切片鏡檢分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明凈化和活化水功能的材料所生產(chǎn)的水喂養(yǎng)的小鼠肝臟組織維持正常結(jié)構(gòu)，而已一般水喂養(yǎng)的小鼠肝臟組織明顯受損。

3、蔬菜生長差異實驗

由廣州環(huán)保公司專業(yè)的蔬菜種植專家在廣州地區(qū)的溫室栽種區(qū)，執(zhí)行了本發(fā)明凈化和活化水功能的材料所生產(chǎn)的水對蔬菜生長影響實驗，進行實驗組和對照組共兩組實驗，在實驗過程中唯一不同的田間是對照組使用一般灌溉用水，而實驗組使用本發(fā)明凈化和活化水功能的材料所生產(chǎn)的水灌溉，其余條件均維持相同，栽種時間為5周。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，實驗組在生長天數(shù)上比對照組縮短5天，而產(chǎn)量卻比對照組多了17%。

綜上所述，本發(fā)明具有凈化和活化水功能的材料主要用于對飲用水進行凈化、活化處理，使水分子微小化、提升溶氧量及抗菌能力，去除水中的重金屬離子、余氯等有害物質(zhì)，有利于人體的心肝脾胃腎及農(nóng)作物的生長。無需外接電源，價格低壽命長，經(jīng)濟環(huán)保。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在沒有背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同腰間的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。