专利名称：光催化纳米活性水活性的测定方法
技术领域：
物理学比色法、化学分析法、细菌测定法和病毒测定法、植保实验法。
背景技术：
光催化纳米活性水是一种全新的物质，具有广泛的应用领域。见张金龙和刘丽红的发明专利《一种光催化纳米活性水及其生产方法》专利号200510016576.8。该发明专利中对其定义和标准进行描了述，但是对于活性水内的活性种的检测手段还不完善，不能直接进行检测。由于活性种的种类多，不好单独分离进行数量的统计检测，影响其推广和应用。需要一种能综合反映光催化纳米活性水活性的检测方法确定其活性，来指导生产和使用。
发明内容
本发明的目的就是提供光催化纳米活性水活性的测定方法，解决上述问题。
本发明的技术原理使用光催化纳米活性水来氧化硫酸铜生成氢氧化铜和硫酸。光催化纳米活性水中存有(H+)和(OH-)与CuSO4发生化学反应，区别于加碱发生中和反应。光催化纳米活性水PH值为中性，反应速度在常温常压下慢于中和反应，24小时才可以完成。
反应式如下CuSO4+(H+)+(OH-)-Cu(HO)2沉淀+H2SO4Cu(HO)2是蓝色的沉淀物，收集沉淀物经过过滤、烘干、称重就可以确定光催化纳米活性水的氧化能力。
选择不同活性的活性水，加入相同重量的硫酸铜，在相同的温度和反应时间条件下，所得的沉淀物的重量不同。重量大，表明活性水的活性好，氧化能力强，杀菌、杀病毒的效果愈好。
水加到太阳能光触媒光催化水处理设备中生产光催化纳米活性水，能使水的颜色发生变化，光催化纳米活性水的颜色略深。
光催化纳米活性水能分解淀粉中使加碘变色的有效成分，能使蓝颜色变浅或变无色。主要分解淀粉中的蛋白质。
光催化纳米活性水中存有(H+)和(OH-)等活性种，能分解细菌和病毒中的蛋白质和营养物。
光催化纳米活性水的物理特征光催化纳米活性水中存有(H+)和(OH-)等活性种。低活性水无色，无味，高活性水味苦涩、腥臭。
用生产光催化纳米活性水的原水与光催化纳米活性水的PH值碱性略有增强，一般在PH值增加0.05～0.3。高活性水颜色略偏深，用比色管和分光光度计能看出。水表面张力略增强，强搅动时产生小气泡能存几分钟时间。光催化纳米活性水属中性，PH值6.0～6.5。活性水加热仍具有活性，储存在具有较好的防腐的容器(如聚丙烯塑料桶)内，在常温下储存几个月的时间仍然具有活性，这给使用带来方便。
光催化纳米活性水冷却到0℃，其活性丧失。随着温度的升高其活性逐渐恢复，见表1。
光催化纳米活性水加热到100℃，其活性存在，并略有增强，冷却后其活性略减小，见表2。
光催化纳米活性水无毒，低活性水可以饮用，可应用于工农业生产。
化学特性能氧化一些试剂生成各种金属、非金属氧化物和盐、酸、络合物等；能分解各种有机物，包括指示剂、蛋白质、淀粉等。
光催化纳米活性水的PH值为中性，上述反应不是中和反应的结果，是在光催化纳米活性水中存有(H+)和(OH-)等活性种催化作用和参加反应的结果。也说明光催化纳米活性水是存在活性的。
光催化纳米活性水PH值为中性，在常温下就可以长时间反应，具有催化剂的作用，其本身也可以参加反应，特别是对蛋白质具有良好的分解作用，它能有效地破坏细菌和病毒中的蛋白质。同时也能破坏细菌和病毒的营养，在长时间的作用下，能彻底杀灭各种细菌和病毒。用于空气加湿地面消毒，预防禽流感、人禽流感、SARS、肝炎、肺结核等疫情，保护人类的健康。用于农业可以取代农药和其它需要杀菌的领域。
光催化纳米活性水PH值为中性，在常温下可以长时间反应，其反应速度较慢，这种温和作用的能量，对人、动物和植物不会造成副作用和伤害。但是，这种温和作用的能量足以杀灭各种细菌、病毒和微生物以及分解细菌和病毒生存的营养物质。
由于光催化纳米活性水本身不含有化学成分，因此，无毒。是一种无毒的杀菌剂。
本发明的技术方案的技术特征是用物理比色法，化学分析法，细菌测定法和病毒测定法，植保实验法测定光催化纳米活性水的活性。
将生产光催化纳米活性水的原水与光催化纳米活性水比色；
以定量的水定量滴入标准酚酞指示剂，所显示的颜色和无色之间分成若干个标准颜色等级，同时，将等量的标准的酚酞指示剂滴在等量的光催化纳米活性水中，搅匀后，通过对比标准颜色等级，确定光催化纳米活性水的活性等级；在光催化纳米活性水中加入能够被催化氧化的化学物质或化学试剂生成新的物质，收集、计量新物质的量来确定光催化纳米活性水的活性；将定量的硫酸铜或标准的硫酸铜溶液溶解到定量的光催化纳米活性水中，搅匀后定时放置，发生化学反应后产生沉淀物，过滤其沉淀物，烘干后量沉淀物的重量，确定光催化纳米活性水的活性；在定量的水中定量加入淀粉指示剂，搅拌后定时放置，然后，定量滴入的碘标准液所显示的蓝颜色和无色之间分成若干个标准颜色等级。同时，将等量的淀粉指示剂滴入等量的光催化纳米活性水中，搅匀后放置相同时间，滴入等量碘标准液，通过对比标准颜色等级，确定光催化纳米活性水的活性等级；取定量的细菌或病毒样品，加入定量光催化纳米活性水，搅匀后定时放置，作细菌样和病毒样，然后做细菌测定和病毒测定；使用光催化纳米活性水加湿空调、加湿空气的空间，达到定时时间，做细菌测定和病毒测定；取长型容器，在其内壁上布有空调管道的尘垢，定时、定量加湿长型容器内的空气，然后取出在长形容器内的尘垢做细菌测定和病毒测定；取塑料大棚或透光密封空间，在塑料大棚或透光密封空间内布有少量害病的秧苗，在害病的秧苗旁布有若干没有害病的秧苗，或在其内部布有若干没有害病的秧苗，往塑料大棚或透光密封空间和秧苗的叶、茎、果实上喷洒光催化纳米活性水，若干时间后对比秧苗害病情况。
本发明的积极效果是本发明的测定方法用多种方法真实地反映光催化纳米活性水的活性，效果十分明显光催化纳米活性水其活性随着光催化的时间从45分钟～12小时，其活性从1级～5级，对应的颜色从红色～无色(使用酚酞试剂)沉淀物的重量从0.01～0.23克，细菌落总数1.059×106～7.6×10，上述方法重复率很高，误差小，使用简单，成本低廉，可作为标准。
使用张金龙、刘丽红发明的《太阳能光触媒光催化水处理设备》专利号200420028194.2的水处理设备生产光催化纳米活性水。实验结果见附表。
表1光催化纳米活性水活性在低温度下活性变化
说明1、本实验使用配制的标准酚酞指示剂(红色)实验。
2、光催化纳米活性水采用长春丽龙纳米新技术推广中心生产的LGN-1型光催化水处理设备光催化12小时。
3、5级为无色。
表2光催化纳米活性水活性在中高温度下活性等级变化
说明1、本实验使用配制的标准酚酞指示剂(红色)实验。
2、光催化纳米活性水采用长春丽龙纳米新技术推广中心生产的LGN-1型光催化水处理设备光催化12小时。
3、5级为无色。
表3催化不同时间的光催化纳米活性水活性等级变化
说明1、本实验使用配制的标准酚酞指示剂(红色)实验。
2、光催化纳米活性水采用长春丽龙纳米新技术推广中心制造的LGN-1型光催化水处理设备生产的。
3、5级为无色。
表4不同催化时间光催化纳米活性水活性等级变化
说明1、本实验使用硫酸铜分析纯试剂。
2、光催化纳米活性水采用长春丽龙纳米新技术推广中心制造的LGN-1型光催化水处理设备生产的。
3、过滤使用中速、定量过滤纸，在40℃温度下烘干。
表5不同催化时间光催化纳米活性水活性等级变化
说明1、本实验使用标准淀粉指示剂和碘化钾。
2、光催化纳米活性水采用长春丽龙纳米新技术推广中心制造的LGN-1型光催化水处理设备生产的。。
3、淀粉指示剂加入光催化纳米活性水和原水中，作用时间24小时。4、5级为无色。
表6不同等级光催化纳米活性水与水作用细菌总数对比
说明1、加入1毫升菌样的光催化纳米活性水作用24小时，与加入相同的1毫升菌样的水，做细菌总数测定对比。
2、比照《游泳池细菌总数的测定方法》检测。
3、光催化纳米活性水采用长春丽龙纳米新技术推广中心制造的LGN-1型光催化水处理设备生产的。
附表7不同活性等级光催化纳米活性水作用空气管道72小时细菌总数变化
说明1、长型管道体积100×20×30cm.
2、光催化纳米活性水作用72小时。
3、装有循环风泵1升/分，开机。
4、比照《食品细菌总数测定法》检测。取1克尘垢稀释10倍作细菌样。
5、光催化纳米活性水采用长春丽龙纳米新技术推广中心制造的LGN-1型光催化水处理设备生产的。
表8不同等级光催化纳米活性水西红柿秧苗染病率
说明1、使用100×20×30cm玻璃容器。有土栽培。
2、一株感染灰霉病的西红柿秧苗，49株未感染西红柿秧苗。
3，装有循环风泵1升/分，开机时间1/3。
4、使用光催化纳米活性水容器湿度控制在75％～95％。
5、使用水容器湿度.控制在75％～95％。
6、光催化纳米活性水采用长春丽龙纳米新技术推广中心制造的LGN-1型光催化水处理设备生产的。
7、实验时间8天。
上述实验数据表明光催化纳米活性水是存在的，具有较好杀菌、杀病毒的效果及其分解其生长所需要的营养物质。在作用时间内保持PH值为中性，具有较长的温和作用时间，在活性水中不含有任何化学成分，因此，对动物(包括人类)、植物没有伤害。所以，它具有广泛的应用领域和应用价值，它完全可以应用到农业植保，取代农药，能控制病害的传播。植物长得好、快。对蛋白质有分解作用，可以破坏虫卵的营养，起到杀虫作用；可以用于预防禽流感、人禽流感、SARS、肝炎、肺结核等疫情；可以用于建筑物内、动物舍内的空调加湿和环境喷洒消毒；可以用于净化环境和消除空气中各种有机物；也可以用于水产养殖、防腐剂、循环水、医疗保健等各领域。
无毒杀菌剂是全世界科学家研究的方向。光催化纳米活性水代表了科学家研究的方向。
光催化纳米活性水是使用张金龙、刘丽红发明的《太阳能光触媒光催化水处理设备》通过光生产出来的。成本最低，应用最广，可以解决世界上用其它方法不能解决的技术难题，开创纳米健康社会的新纪元，因此，它是开拓性的发明，是现代的“四大发明”。
实施例实施例1将生产光催化纳米活性水的原水与光催化纳米活性水用比色法比色，颜色深的为光催化纳米活性水。比色可采用比色管，或721型分光光度计进行比色。
实施例2先以100毫升水滴入1毫升标准酚酞指示剂所显示的颜色和无色之间分成5个标准颜色等级，制成标准颜色样片，或使用721分光光度计，对每一标准颜色对应一个标准吸光度数字。用精密滴液器将标准酚酞指示剂1毫升两份分别滴在100毫升光催化纳米活性水和100毫升用于生产光催纳米活性水的原水中，搅匀后进行比色，将滴入酚酞指示剂的光催化纳米活性水倒入50毫升比色瓶内，与标准颜色样片的颜色对比，确定不同的光催化纳米活性水的活性等级。当采用721分光光度计时，与上述同理，见表3。
标准酚酞指示剂的配制取酚酞0.2克，加水100毫升使之溶解，点滴氢氧化钠溶液数滴，搅拌后呈深红色(标准颜色)，即为标准酚酞指示剂。
实施例3用1克的硫酸铜分析纯试剂两份分别溶解到1000毫升光催化纳米活性水和用于生产的光催纳米活性水的原水中，搅匀后定时放置24小时，发生化学反应后产生沉淀物，分别用中速定量过滤纸，过滤其沉淀物，烘干后量沉淀物的重量，用沉淀物的重量之差，确定光催化纳米活性水的活性。
也可以将1克的硫酸铜分析纯试剂两份分别溶解到100毫升的水中，再将硫酸铜溶液分别倒入1000毫升光催化纳米活性水和用于生产的光催纳米活性水的1000毫升的原水中。以下步骤同上，见表4。
实施例4将10毫升的淀粉指示剂两份分别滴在光催化纳米活性水和用于生产光催纳米活性水的原水中，搅匀后定时放置24小时。再分别将1毫升碘化钾标准液滴入上述配制的溶液中，以原水定量滴碘化钾标准液所显示的颜色和无色之间分成5个标准颜色等级，将光催化纳米活性水定量滴碘化钾标准液所显示的颜色通过对比标准颜色，确定不同光催化纳米活性水的活性等级。
淀粉指示剂的配制取可溶性淀粉0.5g，加水5毫升搅匀后，缓缓倾入100毫升沸水中，随加随搅拌，继续煮沸2分钟，放冷，倾取上层清液即得。本试剂应临用新制，见表5。
实施例5细菌总数测定法，通过制作细菌样，细菌培养，细菌落总数的确定，确定光催化纳米活性水的活性。
取定量的细菌样品，稀释至100倍，用灭菌的精密滴液器各取1毫升分别加入1000毫升光催化纳米活性水和1000毫升的无菌水中，搅匀后定时放置24小时，制作对比细菌样，然后，其它步骤按《细菌总数测定标准》测定细菌总数。经过配制琼脂培养基，在恒温37℃培养箱作细菌培养48小时，然后，统计细菌落总数，取上述细菌落总数之差，确定光催化纳米活性水的活性，见表6。
实施例6在没有使用光催化纳米活性水加湿空调、加湿空气的空间，按照《公共场所、内包装间、无菌间细菌总数的测定方法》测定细菌总数。在使用光催化纳米活性水加湿空调、加湿空气的空间，使用时间达到72小时的定时时间，按照《公共场所、内包装间、无菌间细菌总数的测定方法》测定细菌总数，取上述细菌总数之差，确定光催化纳米活性水的活性。
实施例7先将空调管道清除的尘垢作细菌总数测定作参考，取两个长型容器长×宽×高100×20×30cm，在其内壁上施加同样的空调管道清除的尘垢。常温条件下，一个使用光催化纳米活性水加湿长型容器内的空气，湿度定量为70～90％；另一个使用水加湿，定时作用时间为72小时，使用循环风泵进行空气循环，然后取出施加在长形容器内的尘垢测定细菌总数，取两个容器的细菌总数之差，确定光催化纳米活性水的活性，同时用作检测效果。
尘垢的细菌取样的方法是可比照《食品细菌总数测定方法》取1g尘垢，加10毫升、100毫升、1000毫升无菌水粗滤后作细菌样，见表7。
实施例8取两个相同的长型透光容器长×宽×高100×20×30cm，长型玻璃容器的一端布有相同害病的秧苗1株，在害病的秧苗旁布有49株没有害病的相同的秧苗。一个玻璃容器内使用水，湿度控制在75％～95％，另一个玻璃容器内喷洒光催化纳米活性水，湿度控制在75％～95％，在玻璃容器的两端安装循环风泵，用于容器内空气循环加速病害的传播和温度的调节，对比相邻的秧苗传染害病和病苗的恢复的情况。确定光催化纳米活性水的活性，用于指导生产不同光催化纳米活性水，见表8。
实施例9取1毫升的提纯病毒样品，分别加在1000毫升光催化纳米活性水和无菌、无病毒水中，搅匀后放置24小时作病毒样，用病毒滴度方法测定病毒量，作对比得出效果。
权利要求
1光催化纳米活性水的活性测定方法，其技术特征是物理比色法，化学分析法，细菌测定法和病毒测定法，植保实验法；
2根据权利要求1所述的光催化纳米活性水的活性测定方法的物理比色法，其技术特征是将生产光催化纳米活性水的原水与光催化纳米活性水比色；
3根据权利要求1所述的光催化纳米活性水的活性测定方法的物理比色法，其技术特征是以定量的水定量滴入标准酚酞指示剂，所显示的颜色和无色之间分成若干个标准颜色等级，同时，将等量的标准的酚酞指示剂滴在等量的光催化纳米活性水中，搅匀放置相同时间后，通过对比标准颜色等级，确定光催化纳米活性水的活性等级；
4根据权利要求1所述光催化纳米活性水活性的测定方法的化学分析法，其技术特征是在光催化纳米活性水中加入能够被催化氧化的化学物质或化学试剂生成新的物质，收集、计量新物质的量来确定光催化纳米活性水的活性；
5根据权利要求4所述的光催化纳米活性水的活性测定方法的化学分析法，其技术特征是将定量的硫酸铜或标准的硫酸铜溶液溶解到定量的光催化纳米活性水中，搅匀后定时放置，发生化学反应后产生沉淀物，过滤其沉淀物，烘干后量沉淀物的重量，确定光催化纳米活性水的活性；
6.根据权利要求1所述的光催化纳米活性水的活性测定方法的物理比色法，其技术特征是在定量的水中定量加入淀粉指示剂，搅拌后定时放置，然后，滴入定量的碘标准液所显示的蓝颜色和无色之间分成若干个标准颜色等级，同时，将等量的淀粉指示剂滴入等量的光催化纳米活性水中，搅匀后放置相同时间，滴入等量碘标准液，通过对比标准颜色等级，确定光催化纳米活性水的活性等级；
7根据权利要求1所述光催化纳米活性水活性的测定方法细菌测定法和病毒测定，其技术特征是取定量的细菌或病毒样品，加入定量光催化纳米活性水，搅匀后定时置放，作细菌样和病毒样，做细菌测定和病毒测定；
8根据权利要求1所述的光催化纳米活性水的活性测定方法的细菌测定法和病毒测定法，其技术特征是使用光催化纳米活性水加湿空调、加湿空气的空间，达到定时时间，细菌测定和病毒测定；
9根据权利要求1所述的光催化纳米活性水的活性测定方法的细菌测定法和病毒测定法，其技术特征是取长型容器，在其内壁上布有空调管道的尘垢，定时、定量加湿长型容器内的空气，然后，取出在长形容器内的尘垢做细菌测定和病毒测定；
10根据权利要求1所述的光催化纳米活性水的活性测定方法的植保实验法，其技术特征是取塑料大棚或透光密封空间，在塑料大棚或透光密封空间内布有少量害病的秧苗，在害病的秧苗旁布有若干没有害病的秧苗，或在其内部布有若干没有害病秧苗，往塑料大棚或透光密封空间和秧苗的叶、茎、果实上喷洒光催化纳米活性水，若干时间后对比秧苗害病情况。
全文摘要
光催化纳米活性水是一种全新的物质，具有广泛的应用领域，它可以应用到，农业植保，取代农药，可以用于预防禽流感、人禽流感、SARS、肝炎、肺结核等疫情；可以用于建筑物内、动物舍内的空调加湿和环境喷洒消毒、水产养殖、防腐剂、循环水、医疗保健各领域等。本发明为其活性提供检测方法，采用物理学比色法、化学分析法、细菌和病毒测定法、植保实验法对其活性进行检测。其活性随着光催化的时间从45分钟～12小时，其活性从1级～5级，对应的颜色从红色～无色(使用酚酞试剂)沉淀物的重量从0.01～0.23克，细菌落总数1.05×10
文档编号G01N33/00GK101078687SQ20071005577
公开日2007年11月28日 申请日期2007年6月18日 优先权日2007年6月18日
发明者张金龙, 刘丽红 申请人:张金龙