一種環(huán)境養(yǎng)生功能材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種環(huán)境養(yǎng)生功能材料及其制備方法。按照將黃土放在烘箱內(nèi)進(jìn)行干燥滅菌、干燥后碾磨、過篩，制備黃土粉體；將電氣石粉體進(jìn)行微波加熱預(yù)處理后倒入攪拌機(jī)中攪拌的同時加入觸媒粉體，均勻攪拌后，再加入永磁材料粉體，繼續(xù)攪拌，再加入石墨烯粉體，繼續(xù)攪拌，最后加入活性炭粉體和制備好的黃土粉體，勻速攪拌1小時，制成環(huán)境養(yǎng)生功能復(fù)合粉體。采用低溫?zé)Y(jié)后，取出、冷卻至室溫，用充磁機(jī)充磁后制成環(huán)境養(yǎng)生功能材料。本發(fā)明有效改進(jìn)和完善了多材料的微粒體系理論，更加高效的實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境因子的協(xié)同聚集作用，極大的提高了對目前人們生存環(huán)境的綜合治理效果，滿足人們環(huán)境養(yǎng)生的需求。
【專利說明】一種環(huán)境養(yǎng)生功能材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種材料領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)境養(yǎng)生功能材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國工業(yè)化及城市化進(jìn)程的日益加速，我們在享受現(xiàn)代物質(zhì)文明的同時也必須面對土地污染、空氣污染、水污染等環(huán)境問題，這也是導(dǎo)致亞健康人群基數(shù)日益龐大的主要原因。因此，開發(fā)具有環(huán)境養(yǎng)生因子的新材料，還原人類生存環(huán)境成為新材料研究亟待解決的問題。
[0003]中國古代“洞天福地”學(xué)說認(rèn)為，世界具有自身獨特的時空構(gòu)造，又存在相對隔絕性，具有各自的天地、日月、山川、草木等自然組成因素，由于洞天福地位于大世界的空間中，因此它們與我們的世界就有著各種各樣的聯(lián)系，是以環(huán)環(huán)相套的圈層宇宙構(gòu)成論為背景來解釋天、地、人、物的存在形式，隨著古人不斷的探索和實踐，完整地提出了天下十大洞天、三十六小洞天、七十二福地?，F(xiàn)代科技也在不斷研究長壽村現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)人類的健康長壽現(xiàn)象擁有一定的地域帶，而這些地域帶與古代“洞天福地”基本吻合。長壽村都具有獨特的地理位置，環(huán)境優(yōu)雅，風(fēng)景宜人。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)長壽村有較高的地磁、豐富的空氣負(fù)離子、適宜的遠(yuǎn)紅外、飲用小分子團(tuán)水等環(huán)境因素，結(jié)合無污染食物和樸素的生活方式，故而長壽。
[0004]針對日益惡化的生存環(huán)境和人們不斷提高的環(huán)境及養(yǎng)生意識，結(jié)合中國古代環(huán)境養(yǎng)生理論和長壽村的科研成果，我們開發(fā)了一種環(huán)境養(yǎng)生功能材料，可以協(xié)同釋放多種環(huán)境養(yǎng)生因子。
[0005]環(huán)境養(yǎng)生因子是指利用功能生態(tài)材料釋放的一種或幾種物質(zhì)(或能量)，達(dá)到凈化、修復(fù)人體外部生存環(huán)境，進(jìn)而促進(jìn)人體內(nèi)部環(huán)境的改善。我們在功能新材料領(lǐng)域申報的專利“一種具有保健功能的復(fù)合`材料及其制備方法”(專利號:200410012274.9)和“具有多種生態(tài)能量因子的復(fù)合材料及其制備方法”(專利號:200910073675.8)，均是通過材料協(xié)同作用釋放多種環(huán)境養(yǎng)生因子有益于改善環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的是解決目前環(huán)境養(yǎng)生功能材料存在的環(huán)境養(yǎng)生因子單一、效率不高、性能不穩(wěn)定等技術(shù)問題，而提拱一種環(huán)境養(yǎng)生功能材料及其制備方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0008]本發(fā)明一種環(huán)境養(yǎng)生功能材料，是由下列重量百分比的原料制成:
[0009]石墨烯粉體5~10%、黃土 15~30%、觸媒粉體10~20%、電氣石粉體15~30%、永磁材料粉體10~35%、活性炭粉體5~15%。
[0010]本發(fā)明一種環(huán)境養(yǎng)生功能材料的制備方法，包括以下步驟:
[0011]a)將黃土放在烘箱內(nèi)進(jìn)行干燥滅菌，300°C持續(xù)干燥6小時后用球磨機(jī)碾磨3小時，過100微米篩，制備黃土粉體；[0012]b)將電氣石粉體進(jìn)行微波加熱預(yù)處理I小時后倒入攪拌機(jī)中攪拌的同時加入觸媒粉體，均勻攪拌30分鐘后，再加入永磁材料粉體，繼續(xù)攪拌30分鐘后，再加入石墨烯粉體，繼續(xù)攪拌30分鐘，最后加入活性炭粉體和制備好的黃土粉體，勻速攪拌I小時，制成環(huán)境養(yǎng)生功能復(fù)合粉體。
[0013]c)將制得的環(huán)境養(yǎng)生功能復(fù)合粉體加復(fù)合粉體總重量比為3%的水進(jìn)行造粒或模壓成不同形狀，采用常規(guī)的低溫?zé)Y(jié)方法，在700°C~900°C條件下進(jìn)行燒結(jié)2小時后，取出、冷卻至室溫,用充磁機(jī)充磁后制成環(huán)境養(yǎng)生功能材料。
[0014]作為一種優(yōu)選方式:所述的石墨烯粉體粒徑為0.1~10微米，單層剝離比率
>80% ο [0015]作為一種優(yōu)選方式:所述的黃土粉體粒徑為10~100微米。
[0016]作為一種優(yōu)選方式:所述的觸媒粉體為0.1~10微米的二氧化鈦、三氧化鎢、氧化鋅中的一種或幾種。
[0017]作為一種優(yōu)選方式:所述的電氣石粉體為0.1~10微米的鋰電氣石、鎂電氣石、鐵電氣石中的一種或幾種。
[0018]作為一種優(yōu)選方式:所述的永磁材料粉體為0.1~10微米的鐵氧體永磁材料、釹鐵砸材料、"I^鉆材料中的一種或幾種。
[0019]作為一種優(yōu)選方式:所述的活性炭粉體為5~100微米的椰殼活性碳、竹活性炭、礦物質(zhì)活性碳中的一種或幾種；活性炭粉體指標(biāo)為:碘值> 900mg/g、亞甲藍(lán)值苯吸附≥120mg/g、比表面積≥1000m2/g、機(jī)械強度≥90%。
[0020]本發(fā)明主選洞天福地的天然黃土材料、永磁性材料、環(huán)境凈化材料、觸媒材料、電子轉(zhuǎn)移材料、活性炭等，通過復(fù)合、改性、表征等工藝使材料高性能化和多功能化，賦予復(fù)合功能材料高效釋放負(fù)磁能、遠(yuǎn)紅外、負(fù)離子等生態(tài)因子特性，實現(xiàn)還原“洞天福地”生存環(huán)境和改善人體亞健康狀態(tài)的功能。本發(fā)明是在前期研究基礎(chǔ)上，結(jié)合古代環(huán)境養(yǎng)生理論和現(xiàn)代科技，改進(jìn)和完善了多材料的微粒體系理論，更加高效的實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境因子的協(xié)同聚集作用，極大的提高了對目前人們生存環(huán)境的綜合治理效果，滿足人們環(huán)境養(yǎng)生的需求。
[0021]本發(fā)明中復(fù)合材料相互間作用機(jī)理如下:
[0022]電氣石經(jīng)微波加熱預(yù)處理后，原來不對稱的C軸將更加明顯，晶格的三維空間點陣變化，晶格能越大，離子電荷越高。電氣石荷電增加了觸媒材料禁帶中的附加能級，其價帶中的電子躍遷到這些附加能級上然后再躍遷到導(dǎo)帶中去，所需能量要比電子直接從價帶躍遷到導(dǎo)帶小得多，因此擴(kuò)展了觸媒材料的響應(yīng)范圍。石墨烯具有類二維平面結(jié)構(gòu)，電子傳導(dǎo)特性極強。磁性材料、活性炭材料以及黃土粉體可以有效地增加石墨烯層片間的距離，大大減弱石墨烯片層間的相互作用，使石墨烯的獨特性質(zhì)得以保留，阻止石墨烯微粒團(tuán)聚。
[0023]環(huán)境養(yǎng)生能量模塊是由多種材料的超細(xì)集合，形成了多極反應(yīng)體系。永磁材料是電氣石的反射材料，磁場所產(chǎn)生的勞倫磁力加強了電氣石的電子旋轉(zhuǎn)能量，能促使處于靜止?fàn)顟B(tài)下的電氣石產(chǎn)生更多的負(fù)離子。觸媒材料的光生電子首先傳遞給石墨烯，部分石墨烯被還原，其余的電子則儲存于石墨烯材料中，儲存的電子用于去還原永磁材料中Fe4+— Fe3+，加強了磁場的勞倫茲力。另外電氣石自極化能力加強有利于觸媒材料產(chǎn)生的電子-空穴對分尚，提聞量子效率。
[0024]石墨烯具有微米、納米尺度的獨特晶體結(jié)構(gòu)，致使其能量傳輸主要集中在兩個方向:X-Y軸和Z軸。較高的導(dǎo)熱系數(shù)顯著提升了復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能，可防止能量在復(fù)合材料傳遞過程中的消耗。
[0025]活性炭為功能性復(fù)合材料進(jìn)行多極反應(yīng)體系提供框架，極大的分散了功能性復(fù)合材料的功能基團(tuán)，增大了比表面積，提高了多極反應(yīng)體系的效能。
[0026]石墨烯是迄今發(fā)現(xiàn)強度最大、韌性最好的材料，結(jié)合黃土粘結(jié)，形成排列致密、形狀整齊的針狀晶體，使環(huán)境養(yǎng)生能量模塊耐折抗沖擊強度明顯增強。
【具體實施方式】
[0027]實施例1:
[0028]取10微米的石墨烯粉體10%、黃土 30%、10微米的二氧化鈦粉體20%、10微米的鐵電氣石粉體20%、10微米的鐵氧體永磁材料粉體10%、100微米的椰殼活性碳粉體10%。
[0029]具體制備方法是將上述重量百分比的原料按照以下步驟制得:
[0030]a)將黃土放在烘箱內(nèi)進(jìn)行干燥滅菌，300°C持續(xù)干燥6小時后用球磨機(jī)碾磨3小時，過100微米篩，制備黃土粉體；
[0031]b)將10微米的鐵電氣石粉體進(jìn)行微波加熱預(yù)處理1小時后倒入攪拌機(jī)中攪拌的同時加入10微米的二氧化鈦粉體，均勻攪拌30分鐘后，再加入10微米鐵氧體永磁材料粉體，繼續(xù)攪拌30分鐘后，再加入10微米的石墨烯粉體，繼續(xù)攪拌30分鐘，最后加入100微米的椰殼活性碳粉體和制備好的黃土粉體，勻速攪拌1小時，制成環(huán)境養(yǎng)生功能復(fù)合粉體。
[0032]c)將制得的環(huán)境養(yǎng)生功能復(fù)合粉體加復(fù)合粉體總重量比為3%的水進(jìn)行模壓成圓片，采用常規(guī)的低溫?zé)Y(jié)方法，在900°C條件下進(jìn)行燒結(jié)2小時后，水分已全部蒸發(fā)，取出、冷卻至室溫，用充磁機(jī)充磁后制成環(huán)境養(yǎng)生功能材料的模塊?？砂仓玫缴鷳B(tài)環(huán)境養(yǎng)生家居產(chǎn)品中。經(jīng)測試環(huán)境養(yǎng)生能量片表面磁感應(yīng)強度為600高斯、遠(yuǎn)紅外法向發(fā)射率為0.85、負(fù)離子濃度為1350個/立方厘米。
[0033]實施例2
[0034]取5微米的石墨烯粉體5%、黃土 20%、5微米的三氧化鎢粉體20%、5微米的鎂電氣石粉體20%、5微米的釹鐵硼材料粉體20%、50微米的竹活性炭粉體15%。
[0035]具體制備方法是將上述重量百分比的原料按照以下步驟制得:
[0036]a)將黃土放在烘箱內(nèi)進(jìn)行干燥滅菌，300°C持續(xù)干燥6小時后用球磨機(jī)碾磨3小時，過100微米篩，制備黃土粉體；
[0037]b)將5微米的鎂電氣石粉體進(jìn)行微波加熱預(yù)處理I小時后倒入攪拌機(jī)中攪拌的同時加入5微米的三氧化鎢粉體，均勻攪拌30分鐘后，再加入5微米的釹鐵硼材料粉體，繼續(xù)攪拌30分鐘后，再加入5微米的石墨烯粉體，繼續(xù)攪拌30分鐘，最后加入50微米的竹活性炭粉體和制備好的黃土粉體，勻速攪拌I小時，制成環(huán)境養(yǎng)生功能復(fù)合粉體。
[0038]c)將制得的環(huán)境養(yǎng)生功 能復(fù)合粉體按3%(重量比)添加到水溶性涂料中，均勻噴涂于墻壁。在20立方米的實驗倉內(nèi)3小時測試結(jié)果:甲醛降解率為95%、甲苯降解率為90%、二甲苯降解率為92%。添加環(huán)境養(yǎng)生復(fù)合粉體的水溶性涂料負(fù)離子濃度為1680個/立方厘米。
[0039]實施例3
[0040]取5微米的石墨烯粉體10%、100微米的黃土粉體20%、10微米的三氧化鎢粉體10%,3微米的鋰電氣石粉體30%、10微米的釤鈷材料粉體15%、100微米的煤質(zhì)活性炭粉體15%。
[0041]具體制備方法是將上述重量百分比的原料按照以下步驟制得:
[0042]a)將黃土放在烘箱內(nèi)進(jìn)行干燥滅菌，300°C持續(xù)干燥6小時后用球磨機(jī)碾磨3小時，過100微米篩，制備黃土粉體；
[0043]b)將3微米的鋰電氣石粉體用微波加熱預(yù)處理I小時，取預(yù)處理后的3微米的鋰電氣石粉體倒入攪拌機(jī)中，加入10微米的釤鈷材料粉體，均勻攪拌30分鐘后，再加入10微米的鐵氧體粉體，繼續(xù)攪拌30分鐘，后再加入5微米的石墨烯粉體，繼續(xù)攪拌30分鐘，最后加入100微米的煤質(zhì)活性炭粉體和100微米的黃土粉體，勻速攪拌I小時，得到環(huán)境養(yǎng)生功能復(fù)合粉體。在環(huán)境養(yǎng)生功能復(fù)合粉體中加水(占復(fù)合粉體總重量比為3%)進(jìn)行直徑造粒，直徑為5毫米的小球，經(jīng)800°C低溫?zé)Y(jié)2小時(水分已全部蒸發(fā))，取出冷卻至室溫，充磁機(jī)充磁后制成環(huán)境養(yǎng)生能量球，可安置在家用凈水器濾筒中。在濾筒中裝入400克環(huán)境養(yǎng)生能量球，對出水水 質(zhì)進(jìn)行測試:0RP為-80mv、170核磁共振半幅寬為60Hz。
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)境養(yǎng)生功能材料，其特征是由下列重量百分比的原料制成: 石墨烯粉體5~10%、黃土 15~30%、觸媒粉體10~20%、電氣石粉體15~30%、永磁材料粉體10~35%、活性炭粉體5~15%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種環(huán)境養(yǎng)生功能材料的制備方法，其特征是包括以下步驟: a)將黃土放在烘箱內(nèi)進(jìn)行干燥滅菌，300°C持續(xù)干燥6小時后用球磨機(jī)碾磨3小時，過100微米篩，制備黃土粉體； b)將電氣石粉體進(jìn)行微波加熱預(yù)處理I小時后倒入攪拌機(jī)中攪拌的同時加入觸媒粉體,均勻攪拌30分鐘后，再加入永磁材料粉體，繼續(xù)攪拌30分鐘后，再加入石墨烯粉體，繼續(xù)攪拌30分鐘，最后加入活性炭粉體和制備好的黃土粉體，勻速攪拌1小時，制成環(huán)境養(yǎng)生功能復(fù)合粉體。 c)將制得的環(huán)境養(yǎng)生功能復(fù)合粉體加復(fù)合粉體總重量比為3%的水進(jìn)行造?；蚰撼刹煌螤?，采用常規(guī)的低溫?zé)Y(jié)方法，在700°C~900°C條件下進(jìn)行燒結(jié)2小時后，取出、冷卻至室溫，用充磁機(jī)充磁后制成環(huán)境養(yǎng)生功能材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種環(huán)境養(yǎng)生功能材料，其特征是所述的石墨烯粉體粒徑為0.1~10微米，單層剝離比率>80%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所 述一種環(huán)境養(yǎng)生功能材料，其特征是所述的黃土粉體粒徑為10~100微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種環(huán)境養(yǎng)生功能材料,其特征是所述的觸媒粉體為0.1~10微米的二氧化鈦、三氧化鎢、氧化鋅中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種環(huán)境養(yǎng)生功能材料，其特征是所述的電氣石粉體為0.1~10微米的鋰電氣石、鎂電氣石、鐵電氣石中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種環(huán)境養(yǎng)生功能材料，其特征是所述的永磁材料粉體為0.1~10微米的鐵氧體永磁材料、釹鐵硼材料、釤鈷材料中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種環(huán)境養(yǎng)生功能材料，其特征是所述的活性炭粉體為5~100微米的椰殼活性碳、竹活性炭、礦物質(zhì)活性碳中的一種或幾種；活性炭粉體指標(biāo)為:碘值≥900mg/g、亞甲藍(lán)值苯吸附≥120mg/g、比表面積≥1000m2/g、機(jī)械強度≥90%。
【文檔編號】C04B33/13GK103601469SQ201310594071
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】張朝倫, 沈連明, 趙瑞, 段?？? 申請人:太原市倫嘉生態(tài)健康家居科技有限公司