一种净水陶瓷材料及其制备方法

摘要

一种净水陶瓷材料及其制备方法，涉及一种陶瓷材料。提供一种可释放负离子、辐射远红外线、抗菌、除余氯、除重金属、净化水多功能的净水陶瓷材料及其制备方法。净水陶瓷材料的主料为电气石、氧化铜和三氧化二铁，辅料为石英、方解石、高铃土、长石、滑石、氧化锆、氧化钛、二氧化锰、三氧化二钴等中的至少一种。将主料混合，再与辅料等中的至少一种混合，粉碎过筛，经球磨后得混合物；再烧结合成尖晶石型铜氧体基体材料，粉碎球磨成基体材料；将铜盐、锌盐、无机银盐和稀土金属中的至少一种为金属源溶解于水中，配成溶液，将铜氧铁基体材料粉体投入溶液中吸附形成结合体；烧结后通入还原性气体，成型后得净水陶瓷材料。

权利要求

1.一种净水陶瓷材料，其特征在于其组成包括主料和辅料，所述主料为电气石、氧化铜和三氧化二铁，所述辅料为石英、方解石、高岭土、长石、滑石、氧化锆、氧化钛、二氧化锰、三氧化二钴中的至少一种，按质量百分比，主料的含量为40%～90%，辅料的含量为10%～

60%；

所述主料和辅料的颗粒细度为200～1400目；

所述电气石、氧化铜和三氧化二铁的质量百分比为（20%～50%）∶（10%～20%）∶（10%～20%）；

所述一种净水陶瓷材料由以下方法制备：

1）将电气石、氧化铜和三氧化二铁混合，再与石英、方解石、高岭土、长石、滑石、氧化锆、氧化钛、二氧化锰、三氧化二钴中的至少一种混合，粉碎过筛，经球磨后得混合物；

2）将混合物烧结合成尖晶石型铜氧体基体材料，再经粉碎球磨成基体材料；

3）将铜盐、锌盐、无机银盐和稀土金属中的至少一种为金属源，溶解于水中，配制成溶液，采用离子交换的方式，将铜氧铁基体材料粉体投入溶液中吸附，形成结合体；

4）将结合体烧结后，通入还原性气体，成型后得净水陶瓷材料。

2.如权利要求1所述的一种净水陶瓷材料，其特征在于在步骤2）中，所述烧结的温度为800～1300℃。

3．如权利要求1所述的一种净水陶瓷材料，其特征在于在步骤3）中，所述铜盐选自硫酸铜、硝酸铜、乙酸铜、碳酸铜中的至少一种。

4．如权利要求1所述的一种净水陶瓷材料，其特征在于在步骤3）中，所述锌盐选自硫酸锌、硝酸锌、乙酸锌、碳酸锌中的至少一种。

5．如权利要求1所述的一种净水陶瓷材料，其特征在于在步骤3）中，所述吸附的温度为30～100℃，吸附的时间为1～4h。

6．如权利要求1所述的一种净水陶瓷材料，其特征在于在步骤4）中，所述烧结的温度为800～1300℃，烧结的时间为1～4h。

7．如权利要求2所述的一种净水陶瓷材料，其特征在于在步骤4）中，所述还原性气体选自一氧化碳、氢气、甲醛、一氧化碳和氢气的混合物。

说明书

一种净水陶瓷材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种陶瓷材料，特别涉及一种释放负离子、辐射远红外线、抗菌、除余氯、除重金属、净化水多功能的净水陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 水不仅是生命存在的基本条件，也是生命结构的基本构本，人类与水资源密不可分。随着人类社会的进步和城市的发展，水被分为饮用水和生活用水，然而不管是饮用水还是生活用水，在其为人类服务的同时，每时每刻也被人类所污染，并且污染程度日趋严重，污染物质的种类日趋增多，以至于威胁到人类的健康和生命。目前，人们普遍认为，饮用水是有害物质的侵入方式，实际上，淋浴时人的呼吸和皮肤吸收也可能使人吸收这些有害物质，恰恰是生活用水更加贯穿于我们日常生活的各个方面，例如，沐浴用水、厨房用水，衣服清洗用水，卫生盥洗用水。特别是沐浴用水，由于直接与人体的毛发和肌肤接触，其净化问题应当引起人们的重视。

[0003] 电气石是地球上矿物中唯一带有电气性能的一种矿物，主要成分有镁、铝、铁、硼等10多种对人体有利的微量元素。电气石能够永久的产生微电流，这种电流和人体神经的电流类似，这样就可以起到促使血液循环、顺畅的作用，另外电气石还能释放负离子，这些负离子能够调节人体离子平衡，身心放松，活化细胞，提高自愈率等很多作用，并能抑制身体的氧化和除异味的功效。电气石还能释放负离子，这些负离子能够调节人体离子平衡，身心放松，活化细胞，提高自愈率等很多作用，并能抑制身体的氧化和除异味的功效。一些研究也表明：电气石一经接触水，瞬间就能在水中释放电流，这种电流是最适合人体的0.06mA的微弱电流，当水与上述微弱电流接触时，周围的水分子中的氢离子和氢氧离子就分离，有效吸附水中游离的氢离子，使水呈弱酸性，并由此使水中溶解氧得以增加，最接近人体细胞水，对人体健康十分有益。

[0004] 水流经远红外线辐射材料，吸收远红外线陶瓷释放出的远红外线光波，由于此光波的振动频率同水的振动频率相近，这时水分子会产生共振吸收，水分子集团变小，活动能力增加，水分子得到活化，能迅速将水活化成带有能量的小分子团体，使水质可口甘美。远红外效应使大分子团的水产生扭曲裂断，使水的极性重新排列，形成稳定的小分子团，这种水的内聚力强，具有高效能量。

[0005] 而陶瓷材料吸附纳米铜、锌、银合金，因为合金金属簇能够有效的去除水中的余氯，可溶性的重金属离子以及硝酸盐、氟化物、碳酸盐和硫酸盐等有害物质，并可控制水中的细菌和藻类的生长繁殖及阻止硬垢的累积，同时可去除因钢铁材料制成的输水管件腐蚀时形成的氧化亚铁胶体，从而达到净化水质。

[0006] 近年来，市场上已出现了许多净化水的技术和产品，包括化学药品处理技术和产品、活性炭类过滤净化处理技术和产品、离子交换树脂处理技术和产品、麦饭石类净化处理技术和产品等。但实践证明上述各种技术和产品，如化学药品处理技术和产品因刺激性或发生化学反应而被淘汰，而其它几种处理技术和产品大都效果单一或不完善，也不具备或不完全具备释放负离子、辐射远红外线活化水、杀菌、抗菌、除氯的效果。

[0007] 中国专利CN1621388公开一种具有抗菌和活化水功能的特种陶瓷材料及制备方法和应用，采用高纯度无机氧化物纳米粉末ZrO2、CeO2、Y2O3、CaO和MgO以及纳米银抗菌剂为原料，经过特殊工艺成型和烧结而成块、膜、片、柱、蜂窝或多孔等各种形状的特种功能多晶陶瓷体，其晶粒尺寸小于800nm，结构致密，极少玻璃相和微孔，并具有较高的强度和不易破碎等优异的结构特性，用于水和含水液体的处理，可有效抑制和杀灭有害细菌，活化水分子使其呈明显小分子团特征，并改善水中微量元素的含量，具有净水和活化水功能，部分或全部采用该陶瓷材料可制成各种卫生、环保、营养和保健养生功能制品。

发明内容

[0008] 本发明的目的在于提供一种可释放负离子、辐射远红外线、抗菌、除余氯、除重金属、净化水多功能的净水陶瓷材料及其制备方法。

[0009] 所述净水陶瓷材料的组成包括主料和辅料，所述主料为电气石、氧化铜和三氧化二铁，所述辅料为石英、方解石、高铃土、长石、滑石、氧化锆、氧化钛、二氧化锰、三氧化二钴等中的至少一种，按质量百分比，主料的含量为40％～90％，辅料的含量为10％～60％。

[0010] 所述主料和辅料的颗粒细度可为200～1400目。

[0011] 所述电气石、氧化铜和三氧化二铁的质量百分比可为(20％～50％)∶(10％～20％)∶(10％～20％)。

[0012] 所述净水陶瓷材料的制备方法包括以下步骤：

[0013] 1)将电气石、氧化铜和三氧化二铁混合，再与石英、方解石、高铃土、长石、滑石、氧化锆、氧化钛、二氧化锰、三氧化二钴等中的至少一种混合，粉碎过筛，经球磨后得混合物；

[0014] 2)将混合物烧结合成尖晶石型铜氧体基体材料，再经粉碎球磨成基体材料；

[0015] 在步骤2)中，所述烧结的温度可为800～1300℃。

[0016] 3)将铜盐、锌盐、无机银盐和稀土金属中的至少一种为金属源，溶解于水中，配制成溶液，采用离子交换的方式，将铜氧铁基体材料粉体投入溶液中吸附，形成结合体；

[0017] 在步骤3)中，所述铜盐可为有机铜盐或无机铜盐，所述铜盐可选自硫酸铜、硝酸铜、乙酸铜、碳酸铜等中的至少一种；所述锌盐可为有机锌盐或无机锌盐，所述锌盐可选自硫酸锌、硝酸锌、乙酸锌、碳酸锌等中的至少一种；所述吸附的温度可为30～100℃，吸附的时间可为1～4h。

[0018] 4)将结合体烧结后，通入还原性气体，成型后得净水陶瓷材料。

[0019] 在步骤4)中，所述烧结的温度可为800～1300℃，烧结的时间可为1～4h；所述还原性气体可选自一氧化碳、氢气、甲醛、一氧化碳和氢气的混合物。

[0020] 步骤2)所得的基体材料是一种具有辐射远红外和释放负离子功能的粉体。

[0021] 所制得的净水陶瓷材料可以同时具有释放负离子、辐射远红外线、抗菌、除余氯、除重金属等功能。

[0022] 与现有的净水陶瓷材料相比，本发明具有以下突出的优点和技术效果：

[0023] 1)本发明所制得的净水陶瓷材料经负离子测定仪检测，其负离子释放量达到3
6000个/cm，负离子可净化空气，人体吸收负离子对细胞膜发生作用，使细胞活化，以促进人体新陈代谢，有效排出体内有害物质，保持血液净化状态。

[0024] 2)本发明所制得的净水陶瓷材料经远红外线发射率测试仪检测，其具有辐射远红外线的功能，5～14μm波长之平均远红外线放射率高达0.98以上，且不含游离放射性材料，无辐射伤害。波长与人体相匹配，作用于人体能够迅速地被人体皮肤组织吸收，对于血液循环和微循环障碍引起的疾病均具有改善和治疗作用。

[0025] 3)本发明所制得的净水陶瓷材料经抗菌测试和水质检测，其具有较强的抗菌效果，对黄色葡萄球菌和大肠杆菌等有抑菌杀菌作用，杀菌率达到99％，同时能高效、快速去除水中微量有机污染物、消毒副产物，对去除水中硝酸盐、余氯和有害金属子。

[0026] 4)本发明所制得的净水陶瓷材料与市面上现有的产品相比，主要优势是集杀菌抗菌，除氯、除重金属、释放负离子、辐射远红外线活化水等多功能性于一体，而且无刺激性、不起化学反应。流水经过陶瓷过滤材料，水质得到了明显地改善，而人受其流水的沐浴则可获得品质较高的肌肤舒适感，增加能量，容易去除人体污垢，消除疲劳。

具体实施方式

[0027] 实施例1

[0028] 将20％电气石、10％氧化铜、10％三氧化二铁、10％石英、15％方解石、15％高铃土、5％三氧化二钴、5％二氧化锰、5％氧化锆、5％氧化钛混合，粉碎过筛球磨混合均匀，在800℃下烧结合成尖晶石型铜氧体基体材料，再经粉碎球磨成基体材料；配制20％的乙酸铜和20％乙酸锌溶液，将基体粉末加于溶液中，于30℃水浴中充分吸附1h，形成结合体，过滤烘干，在800℃气氛炉中烧结1h后，通入氢气还原，烧结成净水陶瓷材料。

[0029] 实施例2

[0030] 将25％电气石、18％氧化铜、12％三氧化二铁、5％石英、5％滑石、5％方解石、5％高铃土、5％三氧化二钴、5％二氧化锰、5％氧化锆、10％氧化钛混合，粉碎过筛球磨混合均匀，在1300℃下烧结合成尖晶石型铜氧体基体材料，再经粉碎球磨成基体材料；配制5％乙酸铜、10％硫酸锌、2％硝酸银、5％硝酸铈混合溶液，将基体粉末加于溶液中，于75℃水浴中充分吸附2.5h，形成结合体，过滤烘干，在1250℃气氛炉中烧结3.5h后，通入一氧化碳还原，烧结成净水陶瓷材料。

[0031] 实施例3

[0032] 将30％电气石、15％氧化铜、15％三氧化二铁、5％石英、5％滑石、5％方解石、5％高铃土、5％三氧化二钴、5％二氧化锰、5％氧化锆、5％氧化钛混合，粉碎过筛球磨混合均匀，在1000℃下烧结合成尖晶石型铜氧体基体材料，再经粉碎球磨成基体材料；配制20％的乙酸铜和20％硫酸锌溶液，将基体粉末加于溶液中，于50℃水浴中充分吸附2h，形成结合体，过滤烘干，在1000℃气氛炉中烧结2h后，通入一氧化碳还原，烧结成净水陶瓷材料。

[0033] 实施例4

[0034] 将40％电气石、10％氧化铜、15％三氧化二铁、15％石英、10％滑石、5％方解石、5％高铃土混合，粉碎过筛球磨混合均匀，在1100℃下烧结合成尖晶石型铜氧体基体材料，再经粉碎球磨成基体材料；配制10％的碳酸铜和10％硝酸锌溶液，将基体粉末加于溶液中，于70℃水浴中充分吸附2h，形成结合体，过滤烘干，在1100℃气氛炉中烧结3h后，通入一氧化碳还原，烧结成净水陶瓷材料。

[0035] 实施例5