用于制造抗氧化水的复合材料模块及其制备方法与流程

1.本发明涉及功能水制备技术领域，具体地，涉及一种用于制造抗氧化水的复合材料模块以及一种用于制造抗氧化水的复合材料模块的制备方法。


背景技术：

2.饮水安全和饮水健康是持续被关注的话题，一方面，人类社会的工业化进程对自然资源中的水资源造成了严重的污染，水中的重金属、农药等污染物对饮水安全构成了威胁，人们需要被动地对抗水污染造成的危害；另一方面，随着对生活品质的要求的提高，人们也在主动地寻求能够改善健康、预防疾病、甚至治愈疾病的水应用。
3.随之衍生出来的水处理技术和水加工技术是朝着上述目标前进的方式，其中，已有不断的研究揭示了抗氧化水对人体健康的积极作用，当普通水中含有微量的活性氢时，水中的氢分子可以与身体内的活性氧结合，而清除掉对人体有害的自由基，自由基是人体细胞代谢过程中的产物，它会对正常细胞组织造成伤害，引起机体衰退，诱发肿瘤等恶性疾病。而抗氧化水在清除体内自由基方面有很好的作用，长期饮用抗氧化水对脑中风、糖尿病、高血脂等多种疾病都有改善效果。
4.已有的技术已经涵盖了许多制备抗氧化水的方式，大使用量的制备采用电解原理，水电解能够获得高浓度的抗氧化水，个体应用有多种形式的抗氧化水杯设计，采用含镁复合材料浸于水中对水进行微电解，这样制备的抗氧化水的氢含量较低。通过电解水获得的抗氧化水的口感不佳，原因是在电解过程中易于生成臭氧，而基于自然微电解获得的抗氧化水的浓度低，水的功能性不明显。此外，现有技术中制备抗氧化水的方案缺乏对氢含量进行主动控制的能力。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于至少部分地克服现有技术的缺陷，提供一种用于制造抗氧化水的复合材料模块的制备方法及制备的复合材料模块。
6.本发明的目的还在于提供一种用于制造抗氧化水的复合材料模块的制备方法及制备的复合材料模块，采用所述复合材料模块能够制备浓度适宜的抗氧化水。
7.本发明的目的还在于提供一种用于制造抗氧化水的复合材料模块的制备方法及制备的复合材料模块，采用所述复合材料模块能够缓慢释放活性氢，并且能够集中活性氢的供应。
8.为达到上述目的或目的之一，本发明的技术解决方案如下：
9.一种用于制造抗氧化水的复合材料模块的制备方法，所述制备方法包括：
10.制备复合陶瓷基体，所述复合陶瓷基体被配置为能够在与水接触后发生微电解反应产生氢气；
11.将所述复合陶瓷基体与壳体结合，形成用于制造抗氧化水的复合材料模块。
12.根据本发明的一个优选实施例，所述复合陶瓷基体包括基底材料、镁基材料和磁
性材料；
13.其中，所述基底材料、镁基材料和磁性材料占复合陶瓷基体的重量百分比分别为：50-65％、25-40％、8-20％。
14.根据本发明的一个优选实施例，所述制备复合陶瓷基体的步骤包括：
15.提供电气石、云母和水元石，将电气石、云母和水元石混合作为基底材料，在球磨机中研磨所述基底材料至粒径小于50微米；
16.在研磨后的基底材料中加入乙醇，并搅拌制成基底材料浆料；
17.制备镁基材料：将氧化镁、金属镁和水镁石混合后制粉，其中，氧化镁、金属镁和水镁石的质量比为1：1-2：0.5-0.8；
18.提供磁性材料，所述磁性材料选用含有四氧化三铁的天然矿石，研磨成粉；
19.将获得的镁基材料粉末和磁性材料粉末加入基底材料浆料中，并加入粘合剂，在搅拌机中搅拌1-4小时；
20.将搅拌后的物料放入模具中压制成型，获得成型体；以及
21.烘焙压制后的成型体，得到复合陶瓷基体，其中，烘焙温度控制在80-120摄氏度之间，烘焙时间为24-36小时。
22.根据本发明的一个优选实施例，所述制备方法还包括：
23.提供预定尺寸的第一钛合金板材，在压制机中将第一钛合金板材压制成帽状体，作为阴电极板，在帽状体的背离帽状体的内部的一侧上附接设置附接环，形成阴电极组件，所述附接环用于与复合陶瓷基体结合固定；
24.在附接环的内壁上粘结第一疏水透气膜，使得在阴电极板、附接环和第一疏水透气膜之间形成封闭空间；
25.在制备复合陶瓷基体的步骤中，在将搅拌后的物料放入模具中压制成型之前，将附接环定位在模具中，使得在压制成型获得成型体的过程中，附接环嵌入在成型体中；
26.提供预定尺寸的第二钛合金板材，在压制机中将第二钛合金板材压制成帽状体，作为阳电极板，在阳电极板的帽状体的背离内部的一侧上附接设置多个支撑杆，每个支撑杆的远离阳电极板的一端设置有支撑块体，形成阳电极组件；
27.提供离子膜，并将阳电极组件和离子膜直接地或间接地固定在壳体的内壁上，使得离子膜包绕阳电极组件并能够抵靠在支撑块体上；以及
28.将阴电极组件固定在壳体的内壁上，获得所述复合材料模块。
29.根据本发明的一个优选实施例，所述“提供离子膜，并将阳电极组件和离子膜直接地或间接地固定在壳体的内壁上”的步骤包括：
30.提供槽体，所述槽体的侧壁上设置有多个周向分布的阳电极板安装孔；
31.在槽体的内壁上粘结第二疏水透气膜，使得在第二疏水透气膜和槽体之间形成气体腔；
32.提供多个阳电极板夹持部，将阳电极组件定位在槽体的中心、第二疏水透气膜的上方，使阳电极板夹持部穿过阳电极板安装孔夹持固定阳电极组件；以及
33.将离子膜粘结固定在槽体的外壁上。
34.根据本发明的一个优选实施例，所述复合陶瓷基体被成型为包括中心孔和围绕中心孔布置的多个外周孔；并且
35.所述复合陶瓷基体还包括倾斜外周表面，所述壳体的内壁上设置有与所述倾斜外周表面相配合的倾斜内周表面。
36.根据本发明的一个优选实施例，所述制备方法还包括：
37.在阴电极板上镀铂，形成镀铂层；和/或
38.在阳电极板上镀铂，形成镀铂层。
39.根据本发明的一个优选实施例，所述壳体上设置有阳接线柱固定孔和阴接线柱固定孔；
40.所述制备方法还包括：提供阳接线柱，将阳接线柱穿过阳接线柱固定孔与阳电极板接触，并夹持固定阳电极板；以及，提供阴接线柱，将阴接线柱穿过阴接线柱固定孔与阴电极板接触，并夹持固定阴电极板。
41.根据本发明的一个优选实施例，所述复合陶瓷基体包括基体板和从基体板上竖直向上延伸的竖直延伸部，所述竖直延伸部中设置有延伸孔；
42.所述复合材料模块还包括连接头，所述连接头设置在延伸孔的远离基体板的端部上。
43.根据本发明的另一个方面，提供了一种复合材料模块，所述复合材料模块由前述实施例中任一项所述的用于制造抗氧化水的复合材料模块的制备方法制备，所述复合材料模块包括：
44.壳体，呈凹槽形；
45.槽体，所述槽体设置在壳体中，在槽体的内壁上粘结有第二疏水透气膜，使得在第二疏水透气膜和槽体之间形成气体腔；
46.阳电极组件，定位在槽体的中心、第二疏水透气膜的上方；
47.阴电极组件，固定设置在阳电极组件的上方；
48.复合陶瓷基体，位于阴电极组件的上方并与阴电极组件固定结合，所述复合陶瓷基体固定在壳体中；以及
49.离子膜，所述离子膜设置在阳电极组件和阴电极组件之间。
50.根据本发明的用于制造抗氧化水的复合材料模块的制备方法和所制备的复合材料模块，将利用复合陶瓷基体的微电解反应产生氢气与利用水电解产生氢气结合起来。因此，当将本发明的复合材料模块应用于水杯、净水壶等时，可以根据需要选择性开启水电解功能，在不开启水电解功能的情况下，可以利用复合陶瓷基体的自然微电解反应产生抗氧化水，这种应用可以用在不方便插电，或者水杯的电池电量亏空时，当开启水电解功能时，能够产生活性氢浓度相对较大的抗氧化水。
51.本发明的复合陶瓷基体的制备采用电气石和水元石材料，它们在水中具有活化作用，可释放远红外线波，改变水分子团，活化水具有良好的溶解力和渗透力，可以加快人体新陈代谢；镁基材料采用氧化镁、金属镁和水镁石的混合物，其中，金属镁的比重较大，离子在水中可形成较大的电位差，加大水微电解的程度。复合陶瓷基体中的磁性材料可以对水进行磁化，磁化水有助于改善胃肠功能，提高人体免疫力，预防体内结石形成。
52.本发明的水电解结构采用帽状体形式的阴电极板和阳电极板，阴电极板和阳电极板分别包括曲面部分，相对于普通的平板电极，可以在相同空间下产生更大的电极面积，提高制氢效率。根据本发明，在阴电极板的附近设置有第一疏水透气膜，在阴电极板、附接环
和第一疏水透气膜之间形成封闭空间，其中第一疏水透气膜是柔性的，因此该封闭空间可以自适应地调节，由于水分子比气体分子大，疏水透气膜能够防止水通过但是允许气体通过，因此在阴电极板的一部分上产生的氢气可以暂时性地储存在该封闭空间内，而缓慢通过疏水透气膜释放。通过这样的设计，可以控制活性氢缓慢释放，克服了现有的水电解制氢机虽然能够产生大量、高浓度的氢但是由于氢难溶于水导致氢气的存留时间较短的问题，通过一部分氢气的留存和缓慢释放，使得即使水电解过程被关闭，也能长时间地保证水中有一定浓度的氢。
53.根据本发明的复合材料模块，在阳电极板和阴电极板之间设置了离子膜，离子膜对溶液里的离子具有选择透过能力，利用离子膜形成了阳极区和阴极区，在阴极区产生氢气，在阳极区产生氧气，通过离子膜的隔离作用能够防止阳极区产生的氧气进入阴极区和饮用水区，以此提高水中的氢含量，此外，离子膜的作用还在于能够减少臭氧的形成，改善抗氧化水的口感。
54.此外，在本发明的复合材料模块中，设置了槽体，并在槽体的内壁上粘结了第二疏水透气膜，使得在第二疏水透气膜和槽体之间形成气体腔；气体腔通过第二疏水透气膜进行气体传输，而没有流体交换，当水电解在阳电极板附近产生氧气时，压力增大，氧气通过第二疏水透气膜进入气体腔，并能通过槽体上设置的排气阀将氧气排出，所述排气阀为自动单向阀，当气体腔内的压力大于预设值时，单向阀打开向外释放氧气，当气体腔内的压力低于预设值时，排气阀自动关闭。本发明借助于离子膜和疏水透气膜，可释放水电解产生的氧气。
55.进一步地，本发明还将复合陶瓷基体设计为包括基体板和从基体板上竖直向上延伸的竖直延伸部，所述竖直延伸部中设置有延伸孔，这样复合材料模块应用于水杯时，可以使复合陶瓷基体从杯底延伸到杯口附近，并且借助于与杯口连接的吸管，可以使吸管与延伸孔连接(借助于连接头)，这样使用者所饮用的水完全来自于阴极区和复合陶瓷基体的路径，而在阴极区和复合陶瓷基体的路径上氢浓度较高。也就是说，在氢气难溶于水的情况下，借助于杯子中的特殊部分的区域的氢浓度较高的特性，使饮用水优先取自该区域，即便在氢气在水中不稳定的情况下，也能较好地获得活性氢。
56.根据本发明的技术方案获得的复合材料模块能够模块化地结合在水杯或净水器或净水壶等中，集成性好，应用普适性好。
附图说明
57.图1示出了根据本发明的实施例的制备复合陶瓷基体的主要步骤；
58.图2为根据本发明的实施例的用于制造抗氧化水的复合材料模块的制备方法的流程图；
59.图3示出了根据本发明的实施例的用于制造抗氧化水的复合材料模块的制备方法形成的阴电极组件；
60.图4为图3中的区域b的放大视图；
61.图5示出了根据本发明的实施例的用于制造抗氧化水的复合材料模块的制备方法形成的阴电极组件与复合陶瓷基体结合的成型体；
62.图6为图5所示出的成型体的透视图；
63.图7示出了根据本发明的实施例的用于制造抗氧化水的复合材料模块的制备方法形成的阳电极组件；
64.图8示出了根据本发明的实施例的用于制造抗氧化水的复合材料模块的制备方法形成的阳电极组件与槽体的结合体；
65.图9示意性地示出了根据本发明的实施例的阳电极板夹持部；
66.图10为图9中的区域c的放大视图；
67.图11示出了根据本发明的实施例的用于制造抗氧化水的复合材料模块的制备方法形成的壳体；
68.图12为根据本发明的一个实施例的用于制造抗氧化水的复合材料模块的制备方法制备的复合材料模块的正视图；
69.图13为复合材料模块沿图12中的a-a截面的截面图；
70.图14为图13中的区域d的放大视图；
71.图15为图13中的区域e的放大视图；以及
72.图16为根据本发明的另一个实施例的复合材料模块的截面图。
具体实施方式
73.下面结合附图详细描述本发明的示例性的实施例，其中相同或相似的标号表示相同或相似的元件。另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
74.本发明的复合材料模块可以应用在水杯或净水器或净水壶中。根据本发明的设计构思，期望提供一种复合材料模块的制备方法，通过该制备方法获得的复合材料模块能够实现水电解，也能够实现水的自然微电解。水电解通过阴电极组件和阳电极组件实现，水的自然微电解通过复合陶瓷基体实现，而复合陶瓷基体、阴电极组件和阳电极组件又结合为一体形成复合材料模块。
75.首先介绍复合陶瓷基体的制备，本发明的复合陶瓷基体能够在与水接触后发生微电解反应产生氢气，它包括基底材料、镁基材料和磁性材料；其中，所述基底材料、镁基材料和磁性材料占复合陶瓷基体的重量百分比分别为：50-65％、25-40％、8-20％。制备复合陶瓷基体的步骤包括：
76.提供电气石、云母和水元石，将电气石、云母和水元石混合作为基底材料，在球磨机中研磨所述基底材料至粒径小于50微米；
77.在研磨后的基底材料中加入乙醇，并搅拌制成基底材料浆料；
78.制备镁基材料：将氧化镁、金属镁和水镁石混合后制粉，其中，氧化镁、金属镁和水镁石的质量比为1：1-2：0.5-0.8；
79.提供磁性材料，所述磁性材料选用含有四氧化三铁的天然矿石，研磨成粉；
80.将获得的镁基材料粉末和磁性材料粉末加入基底材料浆料中，并加入粘合剂，在搅拌机中搅拌1-4小时；
81.将搅拌后的物料放入模具中压制成型，获得成型体；以及
82.烘焙压制后的成型体，得到复合陶瓷基体，其中，烘焙温度控制在80-120摄氏度之
间，烘焙时间为24-36小时。
83.第一具体实施例：
84.选料：选取电气石、云母和水元石，进行初步筛选，选择大小适中的物理，按照1:1:1的比例配比，将它们混合作为基底材料，在球磨机中研磨所述基底材料至粒径小于50微米。
85.在研磨后的基底材料中加入乙醇，并搅拌制成基底材料浆料。
86.制备镁基材料：将氧化镁、金属镁和水镁石混合后制粉，其中，氧化镁、金属镁和水镁石的质量比为1：2：0.5；镁基材料与基底材料的质量份数比为30：60。
87.提供磁性材料，所述磁性材料选用含有四氧化三铁的天然矿石，研磨成粉；磁性材料与镁基材料的质量比例为10份：30份。
88.将获得的镁基材料粉末和磁性材料粉末加入基底材料浆料中，并加入粘合剂，在搅拌机中搅拌2小时；粘合剂选用水、羧丙基纤维素和膨润土的混合物。
89.将搅拌后的物料放入模具中压制成型，获得成型体，根据该具体实施例，成型体为偏平圆盘，在圆盘的中部具有中心孔，在中心孔的外周具有16个均匀分布的外周孔，在圆盘的外周形成向下倾斜的倾斜外周表面，如图5所示。烘焙压制后的成型体，得到复合陶瓷基体，其中，烘焙温度控制在100摄氏度之间，烘焙时间为24小时。
90.将该实施例制备的复合陶瓷基体放在纯净水中，测试其自然微电解情况，制得的复合陶瓷基体重量为约70g，浸入在盛有300ml的纯净水的容器中，检测不同时间的制氢量，氢含量检测采用honeywell氢气检测仪，检测结果如下：
[0091][0092]
下面结合图2-15详细描述本发明的一个实施例的用于制造抗氧化水的复合材料模块的制备方法。如图2所示，所述制备方法包括：
[0093]
提供预定尺寸的第一钛合金板材，在压制机中将第一钛合金板材压制成帽状体，作为阴电极板111，如图3所示，阴电极板111包括圆形的平板部分和围绕平板部分的环形部分，环形部分呈曲面状，替代地，该环形部分也可以为平坦的倾斜面。有利地，在阴电极板111上镀铂，形成镀铂层，镀铂后，在帽状体的背离帽状体的内部的一侧上附接设置附接环112，即在平板部分上附接设置附接环112，二者可以通过焊接结合一体，附接环112的形状呈大致环形，环面呈曲面，上端开口，下端与平板部分连接。阴电极板111与附接环112结合后形成阴电极组件11，这里，附接环112用于与复合陶瓷基体12结合固定，后面会述及。
[0094]
在附接环112的内壁上粘结第一疏水透气膜113，使得在阴电极板111、附接环112和第一疏水透气膜113之间形成封闭空间；第一疏水透气膜113呈大致圆形，其外周边缘作为连接段114与附接环112的内壁粘结，第一疏水透气膜113是柔性的，因此在所述封闭空间内的压力变化的情况下，其可以改变位置和大小。第一疏水透气膜113可以选用膨体聚四氟乙烯，其具有微孔孔径，其孔径比气体分子大，比水分子小，在阴电极板上产生的氢气能够透过它，但是它阻止水穿过。利用这一特点，在阴电极板111的平板部分上产生的氢气首先被收容在阴电极板111、附接环112和第一疏水透气膜113之间形成的封闭空间内，并且随着
该封闭空间内的压力的增大，第一疏水透气膜113能够自适应地调整，而后氢气通过第一疏水透气膜113缓慢向外释放。
[0095]
在前述制备复合陶瓷基体12的步骤中，在将搅拌后的物料放入模具中压制成型之前，将附接环112定位在模具中，使得在压制成型获得成型体的过程中，附接环112嵌入在成型体中；也就是说，通过合适的模具，将阴电极组件11和复合陶瓷基体12结合在一起，如图5、6所示。通过模具，复合陶瓷基体12被成型为包括中心孔121和围绕中心孔121布置的多个外周孔122；并且所述复合陶瓷基体12还包括倾斜外周表面123。
[0096]
随后，提供预定尺寸的第二钛合金板材，在压制机中将第二钛合金板材压制成帽状体，作为阳电极板131，如图7所示，阳电极板131包括圆形的平板部分和围绕平板部分的环形部分，环形部分呈曲面状，替代地，该环形部分也可以为平坦的倾斜面。有利地，在阳电极板131上镀铂，形成镀铂层，镀铂后，在阳电极板131的帽状体的背离内部的一侧上附接设置多个支撑杆132，每个支撑杆132的远离阳电极板131的一端设置有支撑块体133，形成阳电极组件13；支撑杆132呈细长圆柱形，支撑杆132的一端固定在平板部分与环形部分的相接处，优选地，支撑杆132沿朝向上方和朝向平板部分的径向外侧的方向延伸，其数量可以为四个或更多。支撑块体133的面对离子膜15的表面为光滑曲面，支撑杆132和支撑块体133的作用在于支撑后面描述的离子膜15，它们的材料与阳电极板131的材料不同，为不导电材料。
[0097]
提供槽体14，所述槽体14具有容纳空间，在槽体14的侧壁上设置有多个周向分布的阳电极板安装孔141和一个阳接线柱安装孔143；多个阳电极板安装孔141和一个阳接线柱安装孔143在相同的竖直高度上，绕槽体的侧壁一周，均匀地分布，多个阳电极板安装孔141的数量可以为5个。阳电极板安装孔141和阳接线柱安装孔143分别用于承接阳电极板夹持部17和阳接线柱20，阳电极板安装孔141和阳接线柱安装孔143的差别在于：阳电极板安装孔141具有台阶，便于收容阳电极板夹持部17的端头，阳接线柱安装孔143不具有台阶。在阳电极板安装孔141的竖直高度的下侧，槽体14的侧壁上还设置有一个排气阀安装孔142。
[0098]
在槽体14的内壁上粘结第二疏水透气膜16，使得在第二疏水透气膜16和槽体14之间形成气体腔144；第二疏水透气膜16与第一疏水透气膜113的材料相同，其允许在阳电极板131上产生的氧气通过它进入气体腔144，但不允许水通过。这样，通过气体腔144的设置，可以在一定程度上排出氧气，当阳电极板131上产生氧气时，阳极区的压力增大，氧气可以进入气体腔144。
[0099]
提供多个阳电极板夹持部17，将阳电极组件13定位在槽体14的中心、第二疏水透气膜16的上方，使阳电极板夹持部17穿过阳电极板安装孔141夹持固定阳电极组件13。顺次地安装阳电极板夹持部17，这样当5个阳电极板夹持部17安装完毕后，在阳电极组件13的周向上仅与阳接线柱安装孔143对应的位置没有被支撑，阳电极组件13在其它多个位置均有阳电极板夹持部17夹持固定，使得阳电极组件13被固定在槽体14上。结合附图9、10来描述阳电极板夹持部17，阳电极板夹持部17形状类似螺杆，由不导电材料制成，具有端头171和从端头上延伸出去的杆体172，在杆体172的远离端头171的端面上设置有楔形槽173，楔形槽173用于与阳电极板131的下周缘结合，即阳电极板131的下周缘可以插入楔形槽173中，这样当多个阳电极板夹持部17与阳电极板131这样结合时，可以将阳电极板131夹持固定住。
[0100]
然后，将离子膜15粘结固定在槽体14的外壁上，具体地，粘结固定在槽体14的上端壁上，这样通过离子膜15和槽体14也形成了一个空间，该空间作为阳极区，与离子膜15上方的阴极区分开。离子膜对溶液里的离子具有选择透过能力，利用离子膜形成了阳极区和阴极区，在阴极区产生氢气，在阳极区产生氧气，通过离子膜的隔离作用能够防止阳极区产生的氧气进入阴极区和饮用水区，以此提高水中的氢含量。离子膜的材料有多种选择，属于现有技术，一般为高分子材料。离子膜15是柔性的，在其固定在槽体14的外壁上后，离子膜15包绕阳电极组件13并能够抵靠在支撑块体133上。
[0101]
提供壳体18，壳体18的侧壁上设置有一个阴电极板固定孔181、一个排气阀固定孔182、一个阳接线柱固定孔183和一个阴接线柱固定孔184。一个阴电极板固定孔181和一个阴接线柱固定孔184位于相同的竖直高度上，在壳体18的侧壁的周向上相对，阴电极板固定孔181和阴接线柱固定孔184分别用于承接阴电极板夹持部19和阴接线柱21，它们均具有台阶，以便收容阴电极板夹持部19和阴接线柱21的端头。在阴电极板固定孔181的竖直高度的下侧，设置所述排气阀固定孔182，在阴接线柱固定孔184的竖直高度的下侧，设置所述阳接线柱固定孔183，阳接线柱固定孔183用于承接阳接线柱20，具有台阶，以收容阳接线柱20的端头。排气阀固定孔182的竖直高度低于阳接线柱固定孔183的竖直高度。所述壳体18的内壁上还设置有与所述倾斜外周表面123相配合的倾斜内周表面185。
[0102]
除提供阳电极板夹持部17，还提供阴电极板夹持部19、阳接线柱20和阴接线柱21，阳电极板夹持部17不与壳体18直接结合，仅阴电极板夹持部19、阳接线柱20和阴接线柱21穿入壳体18的侧壁中。阴电极板夹持部19、阳接线柱20和阴接线柱21具有与阳电极板夹持部17相同的结构，即形状类似螺杆，具有端头和从端头上延伸出去的杆体，在杆体的远离端头的端面上设置有楔形槽，楔形槽用于与阳电极板131或阴电极板111的下周缘结合。阳电极板夹持部17和阴电极板夹持部19由不导电材料制成，而阳接线柱20和阴接线柱21由导电材料制成。
[0103]
然后，将阳电极组件13和槽体14固定在壳体18的内壁上，参见图13，将阳电极组件13和槽体14的结合体放入壳体18中直至槽体14接触壳体18的内底面，使二者可以通过粘结结合固定，其中，阳接线柱安装孔143与阳接线柱固定孔183相对，排气阀安装孔142与排气阀固定孔182相对，然后在阳接线柱安装孔143与阳接线柱固定孔183中插入阳接线柱20，使阳接线柱20的楔形槽夹持在阳电极板131的下周缘上，然后在排气阀安装孔142与排气阀固定孔182中装入排气阀22。其中，阳接线柱20与阳接线柱安装孔143、阳接线柱固定孔183的结合处设置有密封圈。这里，排气阀为自动单向阀，当气体腔内的压力大于预设值时，单向阀打开向外释放氧气，当气体腔内的压力低于预设值时，排气阀自动关闭。
[0104]
然后，将阴电极组件11和复合陶瓷基体12的成型体固定在壳体18的内壁上，具体地，将成型体放入壳体18中、离子膜15的上方，使复合陶瓷基体12的倾斜外周表面123抵靠在壳体18的倾斜内周表面185上，然后将阴电极板夹持部19插入阴电极板固定孔181，并使阴电极板夹持部19的楔形槽夹持住阴电极板111，将阴接线柱21插入阴接线柱固定孔184，并使阴接线柱21的楔形槽夹持住阴电极板111。阴接线柱21与阴接线柱固定孔184的结合处设置有密封圈23，同样地，阴电极板夹持部19与阴电极板固定孔181的结合处设置有密封圈。阴电极板夹持部19的端头的厚度优选地大于阳接线柱20和阴接线柱21的端头的厚度，使得安装好后阴电极板夹持部19的端头与壳体18的外壁面齐平，而阳接线柱20和阴接线柱
21的端头内缩在壳体18的外壁内，这样便于在复合材料模块与水杯等的外壳结合后阳接线柱20和阴接线柱21与电源连接器连接。
[0105]
经过上述步骤获得了复合材料模块，如图12、13所示。
[0106]
根据本发明的另一个方面，提供了一种复合材料模块，所述复合材料模块由前述实施例中任一项所述的用于制造抗氧化水的复合材料模块的制备方法制备，所述复合材料模块包括：
[0107]
壳体18，呈凹槽形；
[0108]
槽体14，所述槽体14设置在壳体18中，在槽体14的内壁上粘结有第二疏水透气膜16，使得在第二疏水透气膜16和槽体14之间形成气体腔144；
[0109]
阳电极组件13，定位在槽体14的中心、第二疏水透气膜16的上方；
[0110]
阴电极组件11，固定设置在阳电极组件13的上方；
[0111]
复合陶瓷基体12，位于阴电极组件11的上方并与阴电极组件11固定结合，所述复合陶瓷基体12固定在壳体18中；以及
[0112]
离子膜15，所述离子膜15设置在阳电极组件13和阴电极组件11之间。
[0113]
图16示出了根据本发明的另一个实施例的复合材料模块，该实施例与图15所示的实施例的区别在于：复合陶瓷基体12包括基体板和从基体板上竖直向上延伸的竖直延伸部124，所述竖直延伸部124中设置有延伸孔125；所述复合材料模块还包括连接头24，所述连接头24设置在延伸孔125的远离基体板的端部上，连接头24可用于与出水口流体连接，例如连接导向杯口的吸管。这样设置的复合陶瓷基体，提供了更大的发生微电解的面积，并且与传输向杯口的水均经过复合陶瓷基体的电解作用，保证了活性氢的浓度。
[0114]
根据本发明的用于制造抗氧化水的复合材料模块的制备方法和所制备的复合材料模块，将利用复合陶瓷基体的微电解反应产生氢气与利用水电解产生氢气结合起来。因此，当将本发明的复合材料模块应用于水杯、净水壶等时，可以根据需要选择性开启水电解功能，在不开启水电解功能的情况下，可以利用复合陶瓷基体的自然微电解反应产生抗氧化水，这种应用可以用在不方便插电，或者水杯的电池电量亏空时，当开启水电解功能时，能够产生活性氢浓度相对较大的抗氧化水。
[0115]
本发明的复合陶瓷基体的制备采用电气石和水元石材料，它们在水中具有活化作用，可释放远红外线波，改变水分子团，活化水具有良好的溶解力和渗透力，可以加快人体新陈代谢；镁基材料采用氧化镁、金属镁和水镁石的混合物，其中，金属镁的比重较大，离子在水中可形成较大的电位差，加大水微电解的程度。复合陶瓷基体中的磁性材料可以对水进行磁化，磁化水有助于改善胃肠功能，提高人体免疫力，预防体内结石形成。
[0116]
本发明的水电解结构采用帽状体形式的阴电极板和阳电极板，阴电极板和阳电极板分别包括曲面部分，相对于普通的平板电极，可以在相同空间下产生更大的电极面积，提高制氢效率。根据本发明，在阴电极板的附近设置有第一疏水透气膜，在阴电极板、附接环和第一疏水透气膜之间形成封闭空间，其中第一疏水透气膜是柔性的，因此该封闭空间可以自适应地调节，由于水分子比气体分子大，疏水透气膜能够防止水通过但是允许气体通过，因此在阴电极板的一部分上产生的氢气可以暂时性地储存在该封闭空间内，而缓慢通过疏水透气膜释放。通过这样的设计，可以控制活性氢缓慢释放，克服了现有的水电解制氢机虽然能够产生大量、高浓度的氢但是由于氢难溶于水导致氢气的存留时间较短的问题，
通过一部分氢气的留存和缓慢释放，使得即使水电解过程被关闭，也能长时间地保证水中有一定浓度的氢。
[0117]
根据本发明的复合材料模块，在阳电极板和阴电极板之间设置了离子膜，离子膜对溶液里的离子具有选择透过能力，利用离子膜形成了阳极区和阴极区，在阴极区产生氢气，在阳极区产生氧气，通过离子膜的隔离作用能够防止阳极区产生的氧气进入阴极区和饮用水区，以此提高水中的氢含量，此外，离子膜的作用还在于能够减少臭氧的形成，改善抗氧化水的口感。
[0118]
此外，在本发明的复合材料模块中，设置了槽体，并在槽体的内壁上粘结了第二疏水透气膜，使得在第二疏水透气膜和槽体之间形成气体腔；气体腔通过第二疏水透气膜进行气体传输，而没有流体交换，当水电解在阳电极板附近产生氧气时，压力增大，氧气通过第二疏水透气膜进入气体腔，并能通过槽体上设置的排气阀将氧气排出，所述排气阀为自动单向阀，当气体腔内的压力大于预设值时，单向阀打开向外释放氧气，当气体腔内的压力低于预设值时，排气阀自动关闭。本发明借助于离子膜和疏水透气膜，可释放水电解产生的氧气。
[0119]
进一步地，本发明还将复合陶瓷基体设计为包括基体板和从基体板上竖直向上延伸的竖直延伸部，所述竖直延伸部中设置有延伸孔，这样复合材料模块应用于水杯时，可以使复合陶瓷基体从杯底延伸到杯口附近，并且借助于与杯口连接的吸管，可以使吸管与延伸孔连接(借助于连接头)，这样使用者所饮用的水完全来自于阴极区和复合陶瓷基体的路径，而在阴极区和复合陶瓷基体的路径上氢浓度较高。也就是说，在氢气难溶于水的情况下，借助于杯子中的特殊部分的区域的氢浓度较高的特性，使饮用水优先取自该区域，即便在氢气在水中不稳定的情况下，也能较好地获得活性氢。
[0120]
根据本发明的技术方案获得的复合材料模块能够模块化地结合在水杯或净水器或净水壶等中，集成性好，应用普适性好。
[0121]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化。本发明的适用范围由所附权利要求及其等同物限定。
[0122]
附图标记列表：
[0123]
11
ꢀꢀ
阴电极组件
[0124]
111 阴电极板
[0125]
112 附接环
[0126]
113 第一疏水透气膜
[0127]
114 连接段
[0128]
12
ꢀꢀ
复合陶瓷基体
[0129]
121 中心孔
[0130]
122 外周孔
[0131]
123 倾斜外周表面
[0132]
124 竖直延伸部
[0133]
125 延伸孔
[0134]
13
ꢀꢀ
阳电极组件
[0135]
131 阳电极板
[0136]
132 支撑杆
[0137]
133 支撑块体
[0138]
14
ꢀꢀ
槽体
[0139]
141 阳电极板安装孔
[0140]
142 排气阀安装孔
[0141]
143 阳接线柱安装孔
[0142]
144 气体腔
[0143]
15
ꢀꢀ
离子膜
[0144]
16
ꢀꢀ
第二疏水透气膜
[0145]
17
ꢀꢀ
阳电极板夹持部
[0146]
171 端头
[0147]
172 杆体
[0148]
173 楔形槽
[0149]
18
ꢀꢀ
壳体
[0150]
181 阴电极板固定孔
[0151]
182 排气阀固定孔
[0152]
183 阳接线柱固定孔
[0153]
184 阴接线柱固定孔
[0154]
185 倾斜内周表面
[0155]
19
ꢀꢀ
阴电极板夹持部
[0156]
20
ꢀꢀ
阳接线柱
[0157]
21
ꢀꢀ
阴接线柱
[0158]
22
ꢀꢀ
排气阀
[0159]
23
ꢀꢀ
密封圈
[0160]
24
ꢀꢀ
连接头。