[實用新型]用于凈化水質的電解裝置

無效

• 申請號: 201020267636.X
• 申請日: 2010-07-20
• 公開（公告）號: CN202007148U
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: 宋健民
• 申請（專利權）人: 宋健民
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術領域

本實用新型涉及一種用于凈化水質的電解裝置，尤其涉及一種使用類鉆碳材料作為電極的電解裝置。

背景技術

水為一般生物體中的主要組成，更是人類存活所不可或缺的養分，因此為世界上極重要的天然資源。就日常生活中所取得的飲用水而言，其源頭大多來自于海洋、溪水、湖水、河川等區域，然而，在這些地區，均具有大量水中生物，也將同時伴隨如病毒、細菌(如大腸菌)、花粉(如甘草)、單細胞生物(如阿米巴原蟲)、藻類(如綠藻)、塵蹣或虱子等等對人體有害的微生物存于水中。且對于工業盛行的區域來說，工廠運作所排放的廢水更將可能對水質造成嚴重污染，使水中含有例如油污、漆屑、殺蟲劑、戴奧辛或塑料等有機污染物；或是金屬、礦物等無機物質，其一旦經長期飲用，將可能使人體發生各種病變。為此，水質凈化為當前重要的衛生議題。

由于微生物與金屬可分別通過氧化及還原反應所去除，因此通常會利用電極在水中通電，通過電場的產生而凈化水質。傳統上的電極以金屬制成，但因金屬可能與水發生反應，使水分解，且其活性也可能受水質影響而改變，因此提出一種以鉆石作為電極的電解裝置，例如美國專利第6,328,875號，其揭示了一用于純化水質的電化學電池，在一電解裝置區內設有一電極組，該電極組中使用鉆石作為陽極，以純化受污染的水，另如美國專利公開第2007/0272550號也揭示類似技術。然而由于鉆石具有高電阻，為改善其導電特性，另外提出了使用含硼鉆石作為電極，例如日本專利第2008-266158號與第2005-176801號，揭示在一容器中設有一電解單元，該電解單元由陽極、陰極與隔膜所組成，其中陽極上沉積有一含硼鉆石。由于若硼滲入鉆石，將令其形成半導體，故可提升其電傳導性。在應用上，因含硼鉆石的表面特性為疏水性，因此在解離時所施加的電壓可加大，也就是說，其對于氧化及還原水的能力較強，因此將使凈化后的水質更為干凈。此外，美國專利第6,306,270號；以及美國專利公開第2010/126879號，也同樣提出了以含硼鉆石作為電極所構成的電解電池。

由于含硼鉆石必須以化學氣相沉積法(chemical?vapordeposition，簡稱CVD)鍍于基材上，以此種制程而言，由于是在約800至900℃的高溫下進行，于此環境下一般如鉑、鐵、鎳、鈷的金屬或其合金將容易催化鉆石使其石墨化，所以其界面附著性不佳，在使用時鉆石將容易脫離基材。因此，含硼鉆石通常必須鍍在可形成碳化物的基材上，例如硅或鎢，也因而限制了其基材的選擇性。此外，因為含硼鉆石的生產成本高昂，因此難以普遍應用在一般的電解水產品上。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于解決已知電解裝置中，由于使用含硼鉆石作為電極，而導致生產成本高昂的問題。

為達上述目的，本實用新型提供一種用于凈化水質的電解裝置，其用于解離一液體，其特征在于，所述用于凈化水質的電解裝置包含至少一個第一電極、至少一個第二電極以及至少一個電源，該第二電極與該第一電極相對設置，且該第一電極包括至少一個第一類鉆碳層，該第一電極與該第二電極之間形成一容置該液體的電解區域，該第一類鉆碳層與該電解區域相鄰。該電源電氣連接至該第一電極與該第二電極，令該電解區域得以產生一電場而解離該液體。

根據本實用新型的用于凈化水質的電解裝置的一實施例，其特征在于，該第二電極包括至少一個第二類鉆碳層，且該第二類鉆碳層與該電解區域相鄰，該第一電極與該第二電極分別包括一承載該第一類鉆碳層的第一基材以及一承載該第二類鉆碳層的第二基材，該第一基材與該第二基材的材料選擇自由鋁、鎳、鎂及鋁鎂合金所組成的群組。

根據本實用新型的用于凈化水質的電解裝置的一實施例，其特征在于，該第一類鉆碳層與該第二類鉆碳層分別具有一摻雜物，該摻雜物為硼或氮；或者，該摻雜物為氫或氟。

經由以上可知，本實用新型的用于凈化水質的電解裝置相對于已知技術達到的有益效果在于：

一、由于本實用新型使用類鉆碳取代傳統電解裝置的含硼鉆石作為電極材料，因此在制造時可使用物理氣相沉積法(physical?vapordeposition，簡稱PVD)將類鉆碳鍍在成本低廉的鋁基材上，因此將節省材料成本；

二、由于該類鉆碳層不會受酸性或堿性溶液的腐蝕，因此即使長期使用在水質惡劣的環境中，也不致發生耗損；

三、通過在該類鉆碳層中摻雜硼或氮，該類鉆碳層的導電性得以提高，因此在電解時可加大該電源所提供的電壓，令該液體內的雜質可因高電位而形成過氧化物，提升凈化效果；