[實(shí)用新型]用于電解制備臭氧水的分隔陰陽極室的電解池裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520774230.3
• 申請(qǐng)日: 2015-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN205088310U
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘建華;張文英;鐘卓鵬;林廣斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鐘建華;張文英
• 主分類號(hào): C25B1/13
• 分類號(hào): C25B1/13;C25B9/08;C25B11/00
• 代理公司: 廣東廣信君達(dá)律師事務(wù)所 44329
• 代理人: 楊曉松;李斌

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電解池裝置的研究領(lǐng)域，特別涉及一種用于電解制備臭氧水的分隔陰陽極室的電解池裝置。

背景技術(shù)

電解水的應(yīng)用早在上世紀(jì)70年代美國(guó)宇航局用于載人宇宙飛船給宇航員供氧。尤其在80年代之后，固體聚合物電解質(zhì)(SPE)技術(shù)的應(yīng)用在電解水制備氫氣和氧氣得到推廣。采用一般的導(dǎo)電材料作為電極，可以分別在陽極和陰極表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)生成氧氣和氫氣。導(dǎo)電的金剛石材料被證實(shí)具有極佳的電化學(xué)性能，采用導(dǎo)電金剛石作為陽極，可制成直接溶于水的臭氧，簡(jiǎn)稱臭氧水。

中國(guó)專利CN20061009226.7和CN20118006557.9采用金剛石電極制備臭氧水，但是陽極區(qū)和陰極區(qū)都沒有分隔，陽極室與陰極室是相通的(如圖1所示)，電解之后產(chǎn)生的臭氧又會(huì)從相通的區(qū)域混合，使得水中的氫氣又被臭氧氧化，同時(shí)稀釋了臭氧含量，從而導(dǎo)致了發(fā)生器臭氧產(chǎn)生效率低、臭氧濃度低。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種用于電解制備臭氧水的分隔陰陽極室的電解池裝置，用于提高臭氧O₃的生產(chǎn)效率和含量。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種用于電解制備臭氧水的分隔陰陽極室的電解池裝置，包括電解槽，所述電解槽內(nèi)設(shè)置有陰極電極和陽極電極，所述陰極電極和陽極電極的底部與電解槽的底端完全接觸，將電解槽分隔成相互獨(dú)立的陽極室和陰極室，所述陽極室和陰極室隔離處設(shè)有允許離子透過，但隔離氫氣透過陽極區(qū)的質(zhì)子交換膜。

作為優(yōu)選的，所述陰極室內(nèi)設(shè)有用于將產(chǎn)生的氫氣排出的排氣孔。

作為優(yōu)選的，所述陽極電極和陰極電極上設(shè)有允許水通過的通孔。

作為優(yōu)選的，所述通孔為圓孔、正方形孔、長(zhǎng)方形孔、錐孔、條形孔、多邊形孔或不規(guī)則形狀孔。

作為優(yōu)選的，所述電解槽內(nèi)設(shè)有一對(duì)或多對(duì)組合設(shè)置的陽極電極和陰極電極，形成兩個(gè)或多個(gè)陽極室和陰極室。

作為優(yōu)選的，所述陽極電極包括陽極端子、陽極基底和導(dǎo)電鍍膜層，所述陰極電極包括陰極端子、陰極基底和導(dǎo)電鍍膜層，所述導(dǎo)電鍍膜層直接與陰極端子和陽極端子連接。

作為優(yōu)選的，所述陽極端子和陰極端子采用彈性導(dǎo)電夾片，所述彈性導(dǎo)電夾片直接接觸到導(dǎo)電膜；或者所述陽極端子和陰極端子通過導(dǎo)電粘接物與導(dǎo)電膜連接，所述電粘接物為導(dǎo)電銀膠或?qū)щ婂a漿。

作為優(yōu)選的，所述陽極電極由導(dǎo)電材料組成，所述陽極電極是導(dǎo)電金剛石片，或者以硅片為基底的導(dǎo)電金剛石膜；所述陰極電極由導(dǎo)電材料組成，所述陰極電極是導(dǎo)電金剛石片，或者以硅片基底的導(dǎo)電金剛石膜，或者不銹鋼片。

作為優(yōu)選的，所述陽極電極和陰極電極上設(shè)有含有催化作用的活性物質(zhì)。

作為優(yōu)選的，所述電解池裝置采用直流電驅(qū)動(dòng)、交流電驅(qū)動(dòng)或脈沖電驅(qū)動(dòng)。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

(1)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于將陽極室與陰極室隔離分開，互不相通；使得陰極室的水不會(huì)混入陽極室，因此避免了在陰極室產(chǎn)生的氫氣不會(huì)混入到陽極室與臭氧O₃發(fā)生中和反應(yīng)，從而減少的臭氧O₃的消耗量，提高臭氧O₃的生產(chǎn)效率和含量。

(2)本實(shí)用新型中由于直接連接鍍膜電極的導(dǎo)電膜，因此電解池的鍍膜電極的基底材料可以采用不導(dǎo)電的基底材料，例如：玻璃、硅片、陶瓷等等；也可以采用導(dǎo)電的基底材料。所以對(duì)于基底材料選擇范圍得到極大的擴(kuò)展，而且基底材料導(dǎo)電性能對(duì)鍍膜電極沒有不良影響，從而設(shè)計(jì)人員能夠很容易地選擇那些鍍膜附著力比較好的基底材料。例如：采用硅片為襯底材料并在其上鍍上一層導(dǎo)電金剛石膜，制作成的電極鍍膜附著力強(qiáng)，不容易脫膜，因此電極壽命較長(zhǎng)。

(3)本實(shí)用新型中陰極端子、陽極端子直接與導(dǎo)電膜連接，所以不存在基底材料的串聯(lián)電阻的影響，因此使得電解池的輸入電壓可以降低，電解反應(yīng)的能耗降低，水溫也得到降低，電極的使用壽命也延長(zhǎng)了許多。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中陰極室和陽極室未分離的電解池裝置示意圖；

圖2是本實(shí)用新型陰極室和陽極室分離的電解池裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型多組陰極室和陽極室分離的電解池裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4(a)-圖4(g)是本實(shí)用新型各種通孔的結(jié)構(gòu)示意圖。