專利名稱：一種“納米水”用物理法的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液體“納米水”的制備方法，特別是不添加任何表面活性劑，而用物理法能夠制成的獨(dú)特方法。
一、目前最新的前沿科學(xué)——納米技術(shù)簡介納米是作為對(duì)物體的衡量尺度，其大小為1nm(納米)＝10-9m(米)，即一納米是十億分之一米，納米為10個(gè)原子的尺度，把納米技術(shù)是用單個(gè)原子、分子制造物質(zhì)的科學(xué)技術(shù)。
當(dāng)物體是由有限數(shù)量的原子或分子組成時(shí)稱為納米微粒，現(xiàn)在通常把納米微粒的粒徑在1～100nm之間稱為納米級(jí)尺寸、100-500nm稱為亞納米級(jí)尺寸，它保持原來物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。當(dāng)物質(zhì)的線度減小時(shí)，其表面原子數(shù)的相對(duì)比例增大，使單原子的表面能迅速增大，到納米尺度時(shí)、就會(huì)顯示出奇異的效應(yīng)。具有下列三種基本特性。
1、小尺寸效應(yīng)納米材料的光吸收性明顯加大，非導(dǎo)電材料的導(dǎo)電性出現(xiàn)和金屬熔點(diǎn)的明顯降低。它更能滲透人體細(xì)胞膜而提高人體的免疫功能。
2、表面效應(yīng)納米材料由于其組成材料的納米粒子尺寸小，微粒表面所占有的原子數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于相同質(zhì)量的非納米材料粒子表面所占有的原子數(shù)量。隨著微粒的粒徑減小，而粒子的表面積增大，即表面的原子數(shù)量增加，使粒子表面原子極其活躍，即很容易與周圍的氣體反應(yīng)，也容易吸附氣體，這就是所謂的表面效應(yīng)。利用這一性質(zhì)可在許多方面使用納米材料來提高材料的利用率和其新用度。例如提高催化劑的效率，吸波材料的吸收率，涂料的遮蓋率以及殺菌劑的效率等。
3、對(duì)人體細(xì)胞膜的滲透性效應(yīng)這亦是小尺寸效應(yīng)在人體免疫學(xué)和醫(yī)藥工業(yè)方面的擴(kuò)大應(yīng)用。水是人體體重的60％～70％，人體各部分都含有水，它有調(diào)節(jié)和維護(hù)體溫，促進(jìn)體內(nèi)生化反應(yīng)，運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物及潤滑滋養(yǎng)作用。故水是人體的首需飲品。利用嶄新的納米技術(shù)手段，使水的結(jié)構(gòu)發(fā)生變革，它就能滲透人體細(xì)胞膜，對(duì)免疫功能會(huì)產(chǎn)生極大的有效影響。
①我國醫(yī)學(xué)界在20世紀(jì)90年代期間，利用磁化水處理裝量，是成為小分子團(tuán)水(估計(jì)是亞納米級(jí)水)。把它與普通水成立試驗(yàn)組與對(duì)照組分別喂飼動(dòng)物，研究結(jié)果表明，試驗(yàn)組中動(dòng)物的脾臟增重，胸腺增生，具有免疫活性的T細(xì)胞以及巨噬細(xì)胞的吞噬率均有所提高。
②并發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)組的動(dòng)物不形成高血脂，血紅細(xì)胞分散不凝聚，動(dòng)脈管壁干凈。而對(duì)照組的動(dòng)物形成高血脂，血紅細(xì)胞凝聚成團(tuán)，逐漸形成和加重動(dòng)脈粥樣硬化。
③在同時(shí)期內(nèi)，又用接種S180腫瘤細(xì)胞的方法，觀察發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組的腫瘤細(xì)胞排列稀少，呈大片或彌漫性壞死多。這表明了動(dòng)物免疫力增強(qiáng)，能抑制腫瘤細(xì)胞的生長之故。
④在對(duì)動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)后，又對(duì)人體做臨床實(shí)驗(yàn)，同樣發(fā)現(xiàn)對(duì)高血脂和高血壓患者有一定療效。
究其原因是用了亞納米級(jí)水，進(jìn)入動(dòng)物和人的體液后，使水分子間粘度減小，使血中抗動(dòng)脈粥樣硬化的高密度脂蛋白升高。更重要的是由于水的結(jié)構(gòu)已發(fā)生變異，能強(qiáng)力滲透細(xì)胞膜，滋養(yǎng)了細(xì)胞，強(qiáng)化了淋巴細(xì)胞的功能。同時(shí)降低了血粘度，改善了體內(nèi)微循環(huán)。因此，就能夠極有效地提高免疫功能，遠(yuǎn)非用其他藥物所能達(dá)到的效果。
二、對(duì)水的結(jié)構(gòu)分析水的分子結(jié)構(gòu)是其中有10個(gè)電子(5對(duì))，一對(duì)電子(內(nèi)部)位于氧核附近，剩余的四對(duì)電子(外部)中，在氧核與每一個(gè)氫原子核各有一對(duì)電子。其余兩對(duì)是孤對(duì)電子，在四面體上方朝氫原子核的相反方向。正是由于這兩對(duì)孤對(duì)電子的存在對(duì)分子間產(chǎn)生氫鍵起著重要的作用。由于氫鍵的存在，就賦予了水以特殊而易變的結(jié)構(gòu)。通常認(rèn)為，氫鍵的斷裂是水結(jié)構(gòu)變化的必要前提，估計(jì)氫鍵的斷裂的消耗能量為4～6千卡/克分子。這就是說明在10～30Mpa的壓力下通過本發(fā)明超聲波裝置使水分子的氫鍵斷裂的情況下，會(huì)形成各種不同的納米級(jí)或亞納米級(jí)的小分子團(tuán)水。
三、“納米水”的優(yōu)點(diǎn)與用途在國民經(jīng)濟(jì)中多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，可應(yīng)用“納米水”。因?yàn)樗哂刑厥獾摹靶〕叽缧?yīng)的優(yōu)點(diǎn)。用途極為廣泛，同時(shí)使該工業(yè)的發(fā)展速度可實(shí)現(xiàn)空前飛躍。
1、能源工業(yè)對(duì)國內(nèi)外都在大力研究的“加水燃油(包括汽油、柴油、重油)”的尖端研究課題，也是至今半個(gè)世紀(jì)以來尚未攻克的難題。
如把水和燃油分別加以納米化處理混合后，這兩種液體間的表面張力很小或接近于0時(shí)，不加任何表面活性劑，就能充分地的融混為一體，使液體呈半透明或透明狀，能在較長時(shí)期(半年內(nèi))而不分層，則就達(dá)到了實(shí)用價(jià)值，對(duì)我國缺油大國尤其迫切需要，它既能環(huán)保而又能顯著節(jié)能。實(shí)用價(jià)值非常巨大。同時(shí)用同樣上述的工藝方法可開發(fā)油田采油用的“納米驅(qū)油劑”和“納米鉆井油”和“納米壓裂油”。
2、在中西藥制造業(yè)在該藥業(yè)中，對(duì)于抗生素針劑、注射液、口服液以及中成藥配伍中，在在需要“納米水”。它不僅可縮短療程，而又可獲得較強(qiáng)的愈后免疫能力。同時(shí)可節(jié)省國家醫(yī)藥保健費(fèi)用的開支，還對(duì)人類的保健事業(yè)可產(chǎn)生不可估量的方面提升。
3、在日常的飲品方面純凈水、礦泉水和可口可樂等飲品，已成為人們提高生活質(zhì)量方面的標(biāo)志之一。如用“納米水”作原料水，它既可當(dāng)飲品又能提高人體免疫力。這種具有雙重功能的新產(chǎn)品，最后必將占領(lǐng)市場(chǎng)而為人類造福。
4、本發(fā)明的特異優(yōu)點(diǎn)是它用省力的物理法來制造“微乳液”，而不是用煩瑣而費(fèi)力的“化學(xué)法”?，F(xiàn)敘述如下①如太陽能發(fā)電是目前尖端的科技項(xiàng)目，世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家都在奮力研究當(dāng)中。目前利用太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換率最高的是cds-Cu2S系異質(zhì)結(jié)元作為太陽能電池。如制備cds(硫化鎘)鈉米材料可用cd(clO4)2水溶液和Na2S水溶液分別制成兩種不同的W/O型微乳液。然后再將二者混合，形成混合W/O型微乳液。液滴在碰撞過程中會(huì)發(fā)生物質(zhì)間相互交換，在水核中生成了cds粒子，而其粒徑大小受水核尺寸所限制。
②許多氧化物或氫氧化物如用NaoH與DBS-甲苯-H2O組成的微乳液中的Fecl3反應(yīng)，就制備了Fe2o3超微粉末得到了球形的，單分散的亞納米級(jí)的Fe2o3粒子。
③如用AOT[＝(Z-乙基己基)磺酸琥珀酸鈉]-丙烷-H2O體系中制備Al(OH)3亞納米粒子時(shí)，采用快速注入干燥氨氣(NH3)的方法，得到了球形，均分散的亞納米級(jí)的Al(OH)3的粒子。
④一種反應(yīng)物為固體，另一種反應(yīng)物增溶于微乳液液中(當(dāng)然用“納米水”處理)將二者混合而發(fā)生反應(yīng)，則可制出亞納米級(jí)的均分散粒子。此法常用于制備金屬或金屬復(fù)合物的亞納米級(jí)的粒子，如用NaBH4還原了Fe3+制備Fe-B復(fù)合物時(shí)，則得到Fe-B微粒。
如上所述。都是用“納米水”采用了“溶液反應(yīng)法”來制備納米級(jí)或亞納米級(jí)粒子的方法。
5、海水淡化超濾膜應(yīng)用很廣，特別在海水淡化的應(yīng)用領(lǐng)域，人們不斷尋求新方法以控制其孔分布。用“化學(xué)法”制備是用苯乙烯、十二烷基硫酸鈉、助表面活劑和水可以制成聚合的微乳液。用水溶性引發(fā)劑使之聚合后，將表面活劑和水相洗出便得到微孔膜，通過改變聚合所用微乳液的性質(zhì)可以控制膜的特性，如應(yīng)用“納米水”來制備的話，就不需要昂貴的助表面活性劑(醇類)，這不僅能降低成本，而且可以工業(yè)化生產(chǎn)，使我國的海水淡化的工業(yè)領(lǐng)域趨于國內(nèi)外領(lǐng)先地位。
綜上所述“納米水”的在工業(yè)方面的用途，不勝枚舉，在化學(xué)工業(yè)方面可以開發(fā)的新產(chǎn)品也很多。這是正是今后納米技術(shù)在我國多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用前景無限。
四、本發(fā)明的制備方法如

圖1所示，為本發(fā)明制備方法的方框示意圖，現(xiàn)結(jié)合此圖進(jìn)行描述①如處理對(duì)象是“加水柴油”，首先把水變?yōu)椤凹{米水”將水1在氣壓為10～Mpa下經(jīng)超聲波裝置(亦稱氣流納米機(jī))2。
②在低壓筒3內(nèi)把水進(jìn)行納米化處理，水小分子團(tuán)因粒徑為100nm～300nm。迫使它具有優(yōu)異的小尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)。那時(shí)它變?yōu)椤凹{米水”4。
③將柴油5在同樣氣壓下經(jīng)超聲波裝置6和低壓筒7處理，得到的是“納米柴油”8。
④把上述兩者把其中“納米水”的加入量為15～20％，最后用攪拌機(jī)10混合即成為產(chǎn)品—“加水柴油”11。即可入庫。
⑤如在其工業(yè)領(lǐng)域中需要“納米水”的制備，則可按照上述第1工序進(jìn)行操作，可去掉第2項(xiàng)操作。用本發(fā)明來制備尺寸為納米級(jí)或亞鈉米級(jí)粒徑的水或溶液，不僅技術(shù)處理簡單、省力，同時(shí)生產(chǎn)量極高，如用一臺(tái)機(jī)子，日產(chǎn)量即可制備微乳液可達(dá)5噸～10噸，同時(shí)可大幅度地降低成本。如用其他“化學(xué)法”來制備相比，真是有天壤之差。
五、下面對(duì)本發(fā)明的關(guān)鍵部件進(jìn)行具體描述1、本發(fā)明中的采用的超聲波裝置，是在2000年本人發(fā)明的“一種加水燃油的制備方法”(專利號(hào)為ZL00125943.1)是同樣的。
2、對(duì)多種液體和含有固體微粒的懸浮溶液的“納米化”處理，本發(fā)明中所采用的施加氣壓為(10～30Mpa)之間，氣壓與粒徑的大小成反比，即氣壓愈大，則粒徑愈小，因此，應(yīng)根據(jù)被處理的對(duì)象所需的小分子團(tuán)粒徑大小，加以信價(jià)比的觀點(diǎn)來選擇氣壓的最佳值。
權(quán)利要求
1.“一種納米水用物理法的制備方法”，其主要特征是把水和液體或其他含懸浮顆粒的溶液進(jìn)行納米級(jí)或亞納米級(jí)處理。首先把水[1]在超聲波裝置[2]和低壓筒[3]內(nèi)進(jìn)行處理，變成“納米水”[4]。如果還須對(duì)其他液體(如柴油)[5]進(jìn)行處理，使它在超聲波裝置[6]和低壓筒[7]內(nèi)操作，變成納米柴油[8]，，然后把它與一部份的“納米水”[4]在攪拌機(jī)[10]內(nèi)進(jìn)行混合，即成產(chǎn)品為“加水柴油[11]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米水用物理法的制備方法，其特征在于1)將水[1]在氣壓為10Mpa～30Mpa下經(jīng)過超聲波裝置[2]在低壓筒[3]進(jìn)行操作，變成納米水[4]。2)將其他液體[5]在氣壓為10Mpa～30Mpa下，經(jīng)過超聲波裝置[6]和低壓筒[7]進(jìn)行操作后，變成“納米液體”[8]。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征，本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于下列工業(yè)1)能源工業(yè)2)太陽能發(fā)電工業(yè)3)中西藥制造業(yè)4)純凈水飲品工業(yè)5)海水淡化工業(yè)6)輕化工業(yè)等。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種“納米水”用物理法的制備方法，首先將水在超聲波裝置和低壓筒內(nèi)進(jìn)行納米化處理即成。這種將水進(jìn)行納米化處理后的特征，它呈現(xiàn)出納米水的小尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)的優(yōu)異特性，它能應(yīng)用于多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，促使企業(yè)高速度地迅猛發(fā)展。本發(fā)明特別是對(duì)醫(yī)藥工業(yè)起到了革命性的變化，對(duì)人類保健醫(yī)療事業(yè)帶來不可估量的巨大貢獻(xiàn)。本發(fā)明生產(chǎn)“納米水”的工藝是超常、高效，故生產(chǎn)成本低。因此，它具有創(chuàng)造性、實(shí)用性與新穎性。
文檔編號(hào)C02F1/36GK1557727SQ20041001608
公開日2004年12月29日 申請(qǐng)日期2004年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月30日
發(fā)明者徐建中 申請(qǐng)人:徐建中