遠紅外負離子復(fù)合能量磚的制備與保健性能研究

鄒國文　廖偉軍　趙淑峰

摘 要：本文制備了一種遠紅外負離子能量磚，該產(chǎn)品具有優(yōu)良的遠紅外負離子性能和明顯的抑菌效果。通過對遠紅外負離子能量磚輻射值、水的活化研究、水pH值影響、人體微循環(huán)改善、室內(nèi)異味排除等因素進行實驗。結(jié)果表面，遠紅外負離子能量磚具有較好的保健使用性能。

關(guān)鍵詞：遠紅外、負離子、能量磚

1 前言

紅外輻射材料是一種用途廣泛的新型功能材料，可以廣泛應(yīng)用于人體保健，并逐漸得到大眾認可。負離子是近年崛起的保健材料，也得到廣泛關(guān)注，并在保健領(lǐng)域得到一定的應(yīng)用。本文將遠紅外和負離子兩種功能復(fù)合制備到瓷磚產(chǎn)品上，通過改變功能材料配比得到一系列的復(fù)合能量磚產(chǎn)品，并對其進行保健性能研究。這對于保健瓷磚產(chǎn)品的進一步發(fā)展以及人們生活質(zhì)量的提升具有一定參考意義。

2遠紅外負離子能量磚制備

2.1 使用原料

復(fù)合能量磚的原料分為兩部分，其中功能層原料主要為鉀鈉長石、高嶺土、灰長石、負離子粉、石墨烯、磁石粉、三聚磷酸鈉、丙烯酸羥乙酯等。 其中鉀鈉長石、高嶺土、灰長石組成如表1所示。

經(jīng)過多次實驗，將功能層基料配方確定為鉀鈉長石75%，高嶺土20%，灰長石5%。外加10點功能材料，0.2%三聚磷酸鈉及0.3%的丙烯酸羥乙酯。本實驗選定3個組成的功能材料，配方如表2所示。

2.2 遠紅外負離子復(fù)合能量磚的制備

遠紅外負離子復(fù)合能量磚的主要作用材料是功能層。在磚坯的表面噴涂第一層常規(guī)釉料，釉面干燥后，在釉面上噴涂功能層，干燥后再噴涂第二層保護釉料，燒成后對釉料表面進行拋光處理，得到最終實驗產(chǎn)品。其中功能層材料與總釉料層重量比為1：10。

3保健性能實驗研究

3.1 樣品紅外輻射性能

紅外輻射性能是其產(chǎn)生各種生態(tài)效應(yīng)的基礎(chǔ)，在IRE-1型紅外輻射儀上測量3個實驗樣品，同時從市面上隨機購買的3種不同瓷磚及大理石產(chǎn)品的紅外輻射數(shù)據(jù)見表3，測試溫度為50℃，測試波段范圍為8—15um。從表3中的數(shù)據(jù)可以看到，不同產(chǎn)品在對應(yīng)波段的紅外輻射性能差異不大。

3.2樣品放射性檢測

建筑材料本身的放射性一向是大眾非常關(guān)注的安全數(shù)據(jù)。本文依照國家強制性標準 （GB6566—86“建筑材料放射衛(wèi)生防護標準”）的規(guī)定，對遠紅外負離子復(fù)合能量磚的放射性進行了檢測，其結(jié)果見表4。測試結(jié)果證明，3種不同配比制備的樣品磚均符合A級建材國家標準，滿足建筑材料使用安全性的要求。

3.3 除甲醛實驗

在日常生活中，甲醛是一種嚴重危害人體健康的氣體。而在室內(nèi)裝修過程中，很難避免使用到含甲醛的材料。氧負離子的存在可以有效削弱空氣中的甲醛氣體濃度，因此，本實驗委托廣東微生物研究所對3個樣品對甲醛凈化性能進行實驗檢測，結(jié)果如下表5所示。

從表5可以看出，隨著樣品中負離子粉含量的提高，產(chǎn)生的負離子濃度也得到提高，對空氣中甲醛的凈化效果也有提升。

3.4 抗菌實驗

本實驗委托廣東微生物研究所對3個樣品對細菌凈化性能進行實驗檢測，選擇的菌種為金黃色葡萄球菌及溶血性鏈球菌。除菌效果如表6所示。

從表6可以看出，遠紅外負離子復(fù)合能量磚均體現(xiàn)出了優(yōu)異的除菌效果。

3.3 水活化實驗

在食品、飲料等工業(yè)對水的應(yīng)用中，首先發(fā)現(xiàn)了水的團簇結(jié)構(gòu)影響水的功能情況[1]。通常來說，水的團簇的水分子數(shù)目多少會直接影響到水的物理性質(zhì)。自然水的水分子團簇一般數(shù)量為10-13個水分子，通過遠紅外負離子，可以有效將水分子團簇內(nèi)水分子數(shù)量降低到5-6個水分子。本研究采用¹⁷O核磁共振對3個樣品經(jīng)2小時靜置活化處理的自來水和普通自來水做檢測分析，得到如表7所示半幅寬數(shù)據(jù)。

利用¹⁷O核磁共振線寬可以反映液態(tài)水團簇結(jié)構(gòu)的平均值大小，譜線越寬，團簇越大，譜線越窄，團簇越小。從表7數(shù)據(jù)中可以看出，經(jīng)過使用遠紅外負離子復(fù)合能量磚活化的水樣，其數(shù)據(jù)比自來水樣數(shù)據(jù)明顯降低，這說明遠紅外負離子實驗后的水樣，其內(nèi)部水團簇數(shù)值大小有所降低。

3.4 水pH值影響

通過適當(dāng)波長遠紅外作用，可以有效削弱液態(tài)水中氫鍵作用，從而使水溶液的物理化學(xué)性質(zhì)出現(xiàn)變化[2]。本實驗在將3個樣品分別置于不同pH值的自來水和純凈水中，經(jīng)過不同時間后，得到的數(shù)據(jù)如表8所示。

本實驗對于水的pH值改變，有可能是遠紅外負離子復(fù)合能量瓷磚在遠紅外負離子作用下，導(dǎo)致磚體表面的堿金屬離子相對獲得足夠的能量，從而脫離瓷磚本體進入水溶液中，從而改變了水的電平衡，導(dǎo)致pH值的變化。這個可以在后續(xù)設(shè)計實驗中驗證結(jié)論。

3.5 人體微循環(huán)改善實驗

人體處于遠紅外負離子環(huán)境內(nèi)，身體內(nèi)部微循環(huán)也會得到一定的改變。本實驗安排一定人數(shù)受試人體，在無干擾環(huán)境下靜坐30min，然后利用醫(yī)用微循環(huán)檢測儀探查右手無名指血管頂端白色脂肪顆粒1min通過頂部的數(shù)量，同時將手放置在制備的3#遠紅外負離子能量磚產(chǎn)品30秒后再測量血管頂端白色脂肪顆粒通過頂部的數(shù)量，得到如表9所示數(shù)據(jù)。

從表9數(shù)據(jù)中可看到，人體處于遠紅外負離子的環(huán)境中，人體微觀環(huán)境中的血管中脂肪微粒的運動速度有提升，人體內(nèi)微循環(huán)的環(huán)境有改善。

4 分析與結(jié)論

（1）通過使用負離子粉、石墨烯、磁石粉及相應(yīng)的長石、高嶺土、灰長石、三聚磷酸鈉、丙烯酸羥基乙酯，成功制備出具有遠紅外負離子等功能的復(fù)合能量磚。

（2） 在紅外輻射、水活化、水酸堿度、人體微循環(huán)、氣體凈化方面，復(fù)合能量磚都能表現(xiàn)出較好的性能。

參考文獻

[1]牧野仲治，神奇的π-water[M].臺灣：正義出版社，1996：34-36

[2]潘艷芳、梁金生等，電氣石遠紅外負離子對水表面張力的影響[J].硅酸鹽學(xué)報，2006（5）：580-584.0C2B79D6-84C9-47FF-8A25-D89CE0C14F2B