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学习丨制取富氢水的几种主要方式优劣势对比

字体: 放大字体  缩小字体 发布日期:2022-09-16  来源:氢医学联盟  浏览次数:1033
 制富氢水的几种方式
 
将氢气溶解于水中,以水为载体吸取氢气(即饮用氢水)这一液态形式是如今最为常见、简便和流行的可行方法。接下来本文将重点介绍几种氢水的制造方法。
尽管有研究证明氢水是一种利用氢气治疗疾病的理想方法,但现今生产氢水也有许多种方法,至于哪种制造方法最好,这需要从多个角度考虑和分析。
1、金属还原水
许多人对中学时代金属钠和水反应的化学实验记忆深刻,金属镁和水反应的化学反应是:Mg +2H2O=H2+Mg(OH)2 。
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这是一种古老的氢水制造模式是用金属和水反应的方法,比较常用的是金属镁和水反应,金属镁相对没有那么活泼,也容易安全保存,而镁也是人体需要的金属元素,因此金属镁制造氢水成为一种产品模式。
优劣势分析:采用这种方法也有衍生成氢水杯、氢棒等产品,能快速制造相对高浓度氢水,为维持产氢量必须定期清洗和更换填料。这种方法产生的氢水氢气浓度可以比较高,但也同时会造成水变成碱性,而且会产生一定数量金属离子。长时间使用后会产生氧化物质阻碍继续制氢,需要用酸清洗才能继续产生氢气。
2、传统电解水法
化学反应是:2H2O=2H2+O2
电解水法仍然是当前氢水制造最常用的方法,这种方法起源于电解水技术,由于电解水制氢在工业上也是非常重要的技术,因此这方面技术也受到比较高的重视。
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但是通过电解水得到的氢水存在非常大的差异,氢气的浓度从0.05ppm到2.5ppm,氢气浓度主要决定于水质、水流速度、设计和电极表面等方面的因素。
现在市场上的电解氢水有两类,一种是从传统的电解水发展过来,把阴阳电极同时放在水中电解,其中阳极产生氧气和阴极产生氢气,这种模式不影响水的酸度,但其中的阳极会对水中的离子产生强氧化作用,有产生臭氧和次氯酸的可能。另一种是利用质子通透膜技术,这种技术的缺陷是必须在离子膜上贴附催化剂,长时间使用后这种催化剂也有可能脱落产生潜在危害。
优劣势分析:总之,传统制氢方式有了十分长久的应用经验,各项指标相对稳定,但如何进一步提高水中氢气浓度,以及如何长时间维持氢气的浓度,是电解氢水机重点考虑的问题。而且电解水技术存在一定安全风险,使用这类技术必须在安全方面采取良好的措施,在使用关键材料方面必须符合安全要求,产生的水必须经得起检验。
3、气液混合氢水技术
一般是利用物理学方法把氢气和水进行充分混合,达到溶氢的目的。常用高压和气泡的特性提高氢气的溶解效率,是获得超高氢气饱和溶液的一种技术。最典型的气液混合技术是微纳米气泡技术。
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原理是进入发生器的气液混合流体在压力作用下高速旋转,当高速旋转的液体和气体在适当的压力下从特别设计的喷射口喷出时,由于喷口处混合气液的超高的旋转速度与气液密度比(1:1000)的力学上的相乘效果,在气液接触界面间产生高速强力的剪切及高频率的压力变动,形成人造极端条件,在这种条件下生成大量微米、纳米级气泡。气液混合技术一般是桶装氢水的生产技术,家用与社区用设备也有相关产品。
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优劣势分析:这种技术的突出优点是能获得大量的高浓度氢水,现制现饮且不影响水的性质,不会产生化学副产物,是一种目前来说最安全的氢水生产技术,已经在各氢水设备制造厂商中大规模量产。
4、多孔爆气技术
此项技术目前处于探索阶段,最新一篇研究论文给这个领域带来新的概念,多孔液体于2007年被提出,并于2015年首次制备。它们可以由分子组成,这些分子具有永久性和稳定的内部空洞,而且不会相互渗透。
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原理就是利用多孔纳米材料,将水的结构破坏,让水产生更大的溶解气体能力。这种新策略可能会带来一场气体溶解的革命。如果能够提高气体水溶液的浓度,这将大大提高许多化学过程和能源储存策略的可持续性。最值得注意的是,开发在水溶液中溶解大量气体(如氧气或二氧化碳)的能力将是生物医学应用的一个重大进展。Erdosy等人在《自然》杂志上报道了一种在水中形成永久性孔隙的方法,从而大大提高了水溶解气体的能力。
优劣势分析:技术相对不太成熟,无法投入量产,如能突破,氢气医学或许能接力前行,我们拭目以待。
 
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