第２４期 收稿日期：２０２０－０９－１４
作者简介：刘彦洋（１９８８—），河北衡水人，工程师，硕士研究生，主要研究方向为空气净化及水净化相关的高分子材料研发。 刘彦洋，黄国庆，孙世操，王 力，李晓伟
（中国船舶集团有限公司第七一八研究所，河北邯郸 ０５６０２７）
摘要：富氢水作为一种有益于人体健康的生理功能水日益受到人们的关注。本文详细阐述了富氢水的制备、保存及溶氢浓度的检测方双面钟
法的研究现状，并对富氢水相关产品及未来发展进行了展望。关键词：富氢水；生理功能；电解；检测中图分类号：ＴＱ５１５．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２０）２４－００８１－０１
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ａｌｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ；ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ；ｔｅｓｔｉｎｇ 富氢水就是富含溶解氢分子的水。由于富氢水的选择抗
氧化性作用［１］
，使得近年来人们对于富氢水的生理功能特性研
究日益增多，为富氢水在高草尿酸［２］、胰腺炎［３］
、代谢综合征［４］、糖尿病［５］、运动损伤［６］、肿瘤［７］等疾病领域采用非药物研究方向提供了新的方法，通过这些基础性研究，认为富氢 水对健康是有益的［８］
。本文概述了富氢水的制备、保存及溶氢浓度的检测方法的研究现状，并对未来富氢水研究及相关产品发展进行了展望。
１ 富氢水的制备
富氢水的制备主要有三种方法：高压充气注氢、氢棒制氢、水电解制氢，第一种是物理方法，后面两种是化学方法。
高压充气制氢通过向水中注入高压氢气即可制备得到富氢水，目前市场上的袋装或罐装富氢水即采用该种方式，其灌装时溶氢浓度较高，但是不易保存。富氢水的灌装生产线系统核心是制氢及溶氢单元，主要是解决氢气的来源及氢气的溶解存储问题，该单元一般在原料水预处理单元和灌装单元之间。 秦秀军［９］
等采用增加压强的方法制备不同浓度的富氢水，考察了不同通气压强、不同通气时间、不同抽真空时间对溶氢浓度的影响。镀铬工艺
氢棒制氢的原理是利用金属镁棒和水反应产生氢气制备富氢水，该方法产生的氢浓度主要取决于使用次数、容器是否密闭、反应时间等因素，氢棒上的镁粒子易被氧化，随着使用次数的增加，效果明显下降，且会向水中引入一定的镁离子。氢
棒需要定期清洗，避免滋生细菌。林秀光［
１０］
发明了一种富氢水制备方法及富氢水发生器专利，即不采用电解装置，在水透性多孔陶瓷中添加镁颗粒及银颗粒，构成富氢水发生器装置；
Ｎａｋａｏ等［１１］
利用氢棒制备得到富氢水，并考察研究了该方法制备的富氢水在人体代谢过程中的抗氧化性作用，指出饮用一定量的富氢水可以作为一种代谢综合征的新方法；黄清健等［１２］
详细考察了利用氢棒制备富氢水的影响因素，
包括不同时间、不同温度下的溶氢量的变化、氧化还原电位变化、含氧量的
变化及氢气的逃逸速度。
水电解制氢原理为水在电流的作用下，分解成氢离子和氧离子，在电场的作用下负氧离子向阳极运动，在阳极失去电子，形成氧气排出；氢以水合离子的形式通过离子膜，到达阴极并
得到电子形成氢气即可生成富氢水［
１３］
。该方法是目前市售富氢水机、富氢水杯及富氢美容仪等产品最常用的制氢原理，其产氢量和电解水的电极、电解时间、电解槽结构形式、水质等多因素有关，其关键技术在于电极，劣质电极易被氧化且可能造
成水中的重金属污染增多。赵江等［１４］
发明了一种富氢水饮水机，即采用微纳米气液混合的技术将氢气溶解于水中制备得到富氢水。
２ 富氢水的保存
常温常压下，氢气在水中的饱和溶解度为１．６ｍｇ／Ｌ，由于
富氢水中的氢气极易逃逸，因此富氢水的保存就尤为重要。目前市售的富氢包装饮用水以袋装和罐装为主，对应的包装材料为加厚材质的铝箔包装袋和易拉罐，其中铝箔袋包装为日本水素水的经典包装。秦秀军考察了富氢水的保存方法，指出富氢水中氢气的浓度随着储存时间的延长而降低，并且氢气保存效果与装填量相关，与存储介质材料及存储温度关系不大。张国文［１５］将富氢水保存在铝罐中研究发现，在装水量相同、密封性良好，存储容器及存储温度对富氢水的保存效果影响不大，但是搅拌及灭菌处理对保存效果有一定影响。
３ 溶氢量的测定
溶氢量即氢气在水中的溶解浓度，是考察富氢水性能的重要指标，测定富氢水中的溶氢量的方法一般有：氧化还原测定法、氢气微电极法、气相谱法。
氧化还原测定法主要包括氧化还原滴定法及氧化还原电
极法。Ｓ
ＥＯＴ等［１６］
在胶体铂的催化作用下，利用亚甲基蓝与氢气发生氧化还原反应使得亚甲基蓝褪，进而通过亚甲基蓝的用量计算出富氢水中的溶氢量，该方法误差较大、准确度不高。
（下转第８９页）
·
１８·刘彦洋，等：富氢水的制备、保存及溶氢浓度检测研究进展
第２４期
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檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳
）
（上接第８１页）
氧化还原电极法主要是通过检测溶液中的氧化还原电位的变化，作为溶氢浓度换算的测定方法，通过开发的分析技术及特殊的传感器，将氧化还原电极插入到富氢水中，可以直接显示并读取水中的溶氢量。
氢气微电极法即通过测定氢气的分压实现对氢气含量的测定，主要采用的是电化学传感器，该方法的
优点是不受温度环境的干扰，且响应时间短。周丽萍等［１７］以Ａｇ／ＡｇＣｌ作为参比电极、以铂丝作为工作电极和辅助电极建立了复合测氢的微型三电极体系，用于测量富氢水中的氢气体积分数。结果表明该电化学传感器对（０．１～０．８）×１０－６体积分数的富氢水具有良好的传感性能，电流与氢气组分的体积分数呈现正比例线性关系，响应时间低于５ｓ。
气象谱法是根据样品中各组分的沸点或极性的不同，使得气体组分通过谱柱时被分离，通过各组分到达检测器不同时间对待测组分进行定性和定量测定分析。黄建军等［１８］以碳分子筛（ＴＤＸ－０１）做填料，将水相中的氢气转移到气相中，通过测定气相中的氢气浓度及Ｈｅｎｒｙ定律间接测量出液相中氢气的浓度。结果表明该方法可测定不同温度下的溶氢量，其变异系数为０．８３％，最低检出限为０．０１５３ｍｇ／Ｌ，是一种可行实用的分析方法。龙庆云等［１９］采用顶空的方式将水中的微量氢气转移到气相中，建立了顶空气相谱法测定富氢水中溶氢量的方法，考察了气液体积比、顶空平衡温度、顶空平衡时间的因素影响，优化了测试条件。结果表明该方法灵敏度高、线性关系好，可以用于富氢水中溶氢量的测定。张昭等［２０］利用物理制氢法制备饱和富氢水，分别采用氢气微电极和顶空气相谱法测定氢气的浓度，结果表明两种方法均可用于水相中氢气浓度的测量，对于需要在线实时监测的样品，优选氢电极法；对于成分较复杂且溶氢量较低的样品，优选气象谱法。
４ 富氢水产品
日本是最早研究氢气医学的国家，并且于２００９年上市第一款富氢水产品，随后美国、韩国、新加坡、马来西亚等国家相继出现富氢水品牌产品的生产和销售。目前中国市场是包装富氢水、富氢水机、富氢水杯共存局面，富氢水品牌上百，但还未形成规模化市场；另外市场还出现有富氢补水仪、吸氢机、氢浴ＳＰＡ机等氢健康产品。
５ 结语
随着人们对安全饮水、功能饮水及健康饮水的日益重视，富氢水作为一种新型的功能健康饮用水，受到人们的关注日益增多，且关于富氢水的研究越来越多。相信未来在基础研究的基础上，研究者将会不断增加随机对照实验研究及临床研究，保证富氢水研究的科学准确性［２１］。随着企业及科研机构的不断深入研究，可以预见在氢健康医学研究、产品制造、标准细化等领域将会积极发展，并形成具规模的富氢水新型产业。
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转印板（本文文献格式：刘彦洋，黄国庆，孙世操，等．富氢水的制备、保存及溶氢浓度检测研究进展［Ｊ］．山东化工，２０２０，４９（２４）：８１＋８９．）
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