一种氢气缓释剂及其制备方法与应用与流程

本发明涉及储氢和制氢领域，尤其涉及一种氢气缓释剂及其制备方法、应用。

背景技术：

自从2007年日本学者在《自然医学》报道了氢的效应，富氢水(hydrogenwater)的作用被逐渐认可，富氢水的研究成为全世界生物学领域的研究热点。富氢水，也有人称之为“氢水”，即溶解氢分子的水。由于水素在日语里是“氢”的意思，所以日本人也称之为“水素水”。氢气也就是“氢分子”，是自然界最小的分子，穿透性极强，可通过皮肤/粘膜弥散进入人体任何器官/组织/细胞以及线粒体和细胞核。研究证实，富氢水中的氢气极易被人体吸收利用，可以有效清除体内活性氧自由基，且唯一的产物是无任何毒副作用的水。随着氢气的优点及应用价值已逐渐为人们所了解和熟悉，国内外已有一些富氢水的相关产品出现，诸如云端富氢水、富氢水杯、富氢饮用水、富氢水制备机等。但富氢饮用水、富氢水制备机在使用上不方便，尤其是在外出、旅游、出差等无法随身携带使用。瓶装或者袋装富氢水需要将一定浓度的氢气溶解在纯净水或者其他饮用水的工艺步骤，而且氢气容易逃逸，对包装材料要求高且材料成本较高，而且携带也相对不方便。因此，迫切需要一种使用、携带或存放等方面都便利、氢气含量丰富的富氢产品。

此外，氢气发挥作用除了需要达到一定的物理浓度，还需要其在生物体内有足够的作用时间，即必须在体内保持一定的接触时间才能发挥足够的生物学作用。但由于氢气分子具有扩散能力强的特点，进入体内的氢气难以长时间停留，会迅速释放出来，导致氢气难以在体内长时间维持足够浓度，需要反复不断补充氢气才能达到一定的保健效果。因此，开发新型的氢气缓释剂以提供含量丰富的氢气且可长时间稳定供氢是氢气医学和相关产品研发的关键。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种氢气缓释剂及其制备方法与应用，旨在保持长时间氢气在水中的高浓度。

本发明的技术方案如下：

一种氢气缓释剂，其中，包括组分：低共熔溶剂和氢化镁。

所述的氢气缓释剂，其中，按照重量份计，所述低共熔溶剂和所述氢化镁的配比为：

低共熔溶剂1-100份；

氢化镁0.001-0.1份。

所述的氢气缓释剂，其中，所述低共熔溶剂包括氯化胆碱类低共熔溶剂、甜菜碱类低共熔溶剂或甜菜碱盐酸盐类低共熔溶剂。

一种如上所述的氢气缓释剂的制备方法，其中，包括步骤：

将氢键供体和氢键受体在预设条件下搅拌均匀，得到低共熔溶剂；

将氢化镁粉体与所述低共熔溶剂混合，在室温下搅拌均匀，得到所述氢气缓释剂。

所述的氢气缓释剂的制备方法，其中，所述氢键供体包括氯化胆碱、甜菜碱或甜菜碱盐酸盐。

所述的氢气缓释剂的制备方法，其中，所述氢键受体包括乙二醇、甘油、丙二醇或尿素。

所述的氢气缓释剂的制备方法，其中，所述氢键供体和所述氢键受体的混合摩尔比为1:1-1:7。

所述的氢气缓释剂的制备方法，其中，所述预设条件为：搅拌温度为40-100℃，搅拌时间为2-12h。

所述的氢气缓释剂的制备方法，其中，所述低共熔溶剂与所述氢化镁混合的搅拌速度为20-100rpm。

一种如上所述的氢气缓释剂的应用，其中，所述氢气缓释剂应用于口服类的富氢产品。

有益效果：本发明采用低共熔溶剂和氢化镁制备出一种新型氢气缓释剂，该氢气缓释剂放入水中后，氢化镁能够与水发生水解反应释放氢气，而低共熔溶剂是由氢键供体和氢键受体通过较强的氢键相互作用力而形成的低共熔液体混合物，能够提高氢气在水中的溶解度，防止生成的氢气迅速从水中逸出，从而长时间保证水中氢气的高浓度，解决了水中的氢气容易逸出、氢气浓度低且持续作用时间短的问题，在氢气药剂等领域具有巨大的应用潜力，有望实现在人体或动物体内长时间供氢的效果。

附图说明

图1为本发明实施例1中的氢气缓释剂投入水中后水中的氢气浓度随时间的变化曲线图。

图2为本发明实施例2中的氢气缓释剂投入水中后水中的氢气浓度随时间的变化曲线图。

图3为对比例1的氢化镁投入水中后水中的氢气浓度随时间的变化曲线图。

具体实施方式

本发明提供一种氢气缓释剂及其制备方法与应用，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

由于水对氢气的吸附能力较低，氢气在水中的溶解度低，现有的富氢产品的氢气难以在水中长时间稳定保存，且由于氢气进入体内难以长时间停留，会迅速释放出来，导致氢气难以在体内长时间维持足够浓度，需要反复不断补充氢气才能达到一定的保健效果。本发明采用低共熔溶剂和氢化镁制备一种新型氢气缓释剂，该氢气缓释剂能减缓其在水中的释氢速度，且能够吸附其释放的氢气，提高氢气在水中的溶解度。

本发明提供一种氢气缓释剂，氢气缓释剂的组分包括：低共熔溶剂和氢化镁。

氢化镁是一种储氢含量非常高的固体储氢材料，储氢量可高达7.7wt％，与水发生水解反应能够放出更多氢气，储氢量达到15.4wt％。而低共熔溶剂是由氢键供体和氢键受体通过较强的氢键相互作用力而形成的低共熔液体。低共熔溶剂作为一种新型绿色溶剂，具有合成简便、价格低廉、稳定性高、纯度可靠、能导电等优点，在气体分离与吸收、萃取、生物质利用、电沉积、电化学等领域显示出巨大潜力。

本发明中，以氢化镁作为氢气源，以低共熔溶剂作为溶剂，将氢化镁与低共熔溶剂混合均匀，形成氢化镁/低共熔溶剂混合制剂，即氢气缓释剂。该氢气缓释剂中，低共熔溶剂包裹氢化镁，阻挡了氢化镁与空气中的水蒸气接触，解决了氢化镁不稳定，易受潮发生分解的问题，在氢气缓释剂的使用过程中，氢化镁与水的接触面积减小，降低了氢化镁分解氢气的速度，同时由于低共熔溶剂是由氢键供体和氢键受体通过较强的氢键相互作用力而形成，低共熔溶剂中的氢键有利于对氢气的吸附，提高了氢气在水中的溶解度，防止氢化镁生成的氢气过快地从水中逸出，使氢气在水中的浓度长时间保持高浓度，解决了氢气在水中的浓度低且持续作用时间短的问题。

在一种实施方式中，按照重量份计，所述低共熔溶剂和所述氢化镁的配比为：

低共熔溶剂1-100份；

氢化镁0.001-0.1份。

具体地，可根据实际的氢气需求量来确定氢化镁的质量，并根据低共熔溶剂和氢化镁的配比来确定低共熔溶剂的质量，进行氢气缓释剂的制备。在该配比下，氢化镁可以产生一定量的氢气，而低共熔溶剂用量足够用于溶解产生的氢气，并使溶解的的氢气缓慢释出。

在一种实施方式中，所述低共熔溶剂包括氯化胆碱类低共熔溶剂、甜菜碱类低共熔溶剂或甜菜碱盐酸盐类低共熔溶剂。

氯化胆碱类低共熔溶剂、甜菜碱类低共熔溶剂和甜菜碱盐酸盐类低共熔溶剂均是由生物体内小分子代谢物作为组分形成的天然低共熔溶剂，能够在食品、保健、化妆品、医药等领域具有广阔前景。

本发明还提供一种如上所述的氢气缓释剂的制备方法，所述方法包括步骤：

s10、将氢键供体和氢键受体在预设条件下搅拌均匀，得到低共熔溶剂；

s20、将氢化镁粉体与所述低共熔溶剂混合，在室温下搅拌均匀，得到所述氢气缓释剂。

具体地，采用氢键供体和氢键受体在一定条件下进行均匀搅拌，使氢键供体和氢键受体通过较强的氢键作用力结合在一起，形成透明均一低共熔溶剂。该低共熔溶剂中的氢键作用对氢气有一定的吸附作用，将低共熔溶剂与氢化镁粉体混合搅拌均匀，得到的氢气缓释剂放入水中，提高了氢气在水中的溶解度，防止氢化镁生成的氢气过快地从水中逸出，使氢气在水中的浓度长时间保持高浓度，解决了氢气在水中的浓度低且持续作用时间短的问题。

在一种实施方式中，步骤s10中，氢键供体包括氯化胆碱、甜菜碱或甜菜碱盐酸盐。

进一步，步骤s10中，氢键受体包括乙二醇、甘油、丙二醇或尿素。

在一种实施方式中，步骤s10中，氢键供体和氢键受体的混合摩尔比为1:1-1:7。在该摩尔比下，可以形成低共熔溶剂，且形成的低共熔溶剂对氢气的缓释效果显著。

在一种实施方式中，所述预设条件为：搅拌温度为40-100℃，搅拌时间为2-12h。

在一种实施方式中，所述低共熔溶剂与所述氢化镁混合的搅拌速度为20-100rpm。氢化镁的性质非常活泼，搅拌速度过快，氢化镁与低共熔溶剂中的微量水分或者空气中水分接触而发生剧烈反应。搅拌速度太慢，由于低共熔溶剂粘度很大，无法均匀搅拌混合。

本发明还提供一种如上所述的氢气缓释剂的应用，所述氢气缓释剂应用于口服类的富氢产品。具体地，本发明采用的低共熔溶剂均由生物体内小分子代谢物如胆碱衍生物、糖类等物质作为组分形成，而镁元素是人体必需的元素之一，是参与生物体正常生命活动及新陈代谢必不可少的元素，本发明的氢气缓释剂是一种新型绿色制剂，能够应用于口服类的富氢产品。

本发明的有效效果如下：

(1)本发明的氢气缓释剂的制备方法简单，其释放出的氢气在水中的饱和氢气含量能够达到1.7ppm以上，解决了目前氢气在水中的浓度低的问题，达到了很多领域的应用要求。

(2)本发明的氢气缓释剂在水中放氢速度缓慢，在持续释放氢气一周后，氢气浓度仍能达到约1.5ppm左右，在一定程度上解决了氢气容易从水中逸出、氢气在水中的浓度低且持续作用时间短的问题。在氢气药剂的制备方面具有巨大的应用潜力，有望实现在人体或动物体内长时间供氢的效果。

(3)本发明的氢气缓释剂由天然来源的低共熔溶剂和无毒无害的氢化镁组成，完全绿色无污染无毒无害，不仅能利用氢气和镁元素的功效，同时还能利用天然低共熔溶剂自身的食用或药用价值，可应用于日用品、保健品、药物制剂等领域。

下面通过实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

将摩尔比为1:2的氯化胆碱和甘油，在80℃下均匀混合搅拌6h，得到无色透明的氯化胆碱/甘油低共熔溶剂。将30g的氯化胆碱/甘油低共熔溶剂和0.04g的氢化镁微粉进行混合搅拌，搅设置拌速度为50rpm，搅拌1h使氯化胆碱/甘油低共熔溶剂和氢化镁混合均匀，得到氢气缓释剂。

将实施例1制备得到的氢气缓释剂加入到10g的水中，在室温下，测量静置状态下水中的氢气浓度随时间的变化情况，结果如图1所示。

实施例2

将摩尔比为1:2的甜菜碱和甘油，在80℃下均匀混合搅拌6h，得到无色透明的甜菜碱/甘油低共熔溶剂。将30g的甜菜碱/甘油低共熔溶剂和0.04g的氢化镁微粉进行混合搅拌，搅设置拌速度为50rpm，搅拌1h使甜菜碱/甘油低共熔溶剂和氢化镁混合均匀，得到氢气缓释剂。

将实施例2制备得到的氢气缓释剂加入到10g的水中，在室温下，测量静置状态下水中的氢气浓度随时间的变化情况，结果如图2所示。

对比例1

将0.04g的氢化镁微粉加入到10g的水中，在室温下，测量静置状态下水中的氢气浓度随时间的变化情况，结果如图3所示。

由图3可以看出，当向水中加入的是单独的氢化镁时，氢化镁与水发生反应在短时间内释放出大量氢气，氢气浓度达到1.6ppm，但是静置1.5h后，水中的氢气急剧下降，再经过0.5h后，氢气浓度降到了1.1ppm以下，说明氢气在水中的溶解度低，氢化镁释放出的氢气不能长时间溶解在水中。由图1可以看出，当向水中加入的是实施例1中制备的氢气缓释剂时，氢化镁的释氢量逐渐提高，水中的氢气浓度最高达到了1.6ppm，之后虽然氢气浓度有所下降，但是一直保持在1.5ppm左右，并持续了170h以上；由图2可以看出，当向水中加入的是实施例2中制备的氢气缓释剂时，氢化镁的释氢量逐渐提高，水中的氢气浓度最高达到了1.7ppm，并且至少能够持续90h，说明实施例1和实施例2中制备的氢气缓释剂均能达到提高氢气在水中的溶解度以及防止氢过快地从水中逸出的效果。

综上所述，本发明采用低共熔溶剂和氢化镁制备出一种新型氢气缓释剂及其制备方法与应用，该氢气缓释剂放入水中后，氢化镁能够与水发生水解反应释放氢气，而低共熔溶剂是由氢键供体和氢键受体通过较强的氢键相互作用力而形成的低共熔液体混合物，能够提高氢气在水中的溶解度，防止生成的氢气迅速从水中逸出，从而长时间保证水中氢气的高浓度，解决了水中的氢气容易逸出、氢气浓度低且持续作用时间短的问题，在氢气药剂等领域具有巨大的应用潜力，有望实现在人体或动物体内长时间供氢的效果。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

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