[發明專利]一種用于消毒的放電電極及其制作方法

在審

• 申請號: 201710019767.2
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN107493648A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 梁瑞峰
• 申請（專利權）人: 中金瑞峰資本管理有限公司
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 楊學明,顧煒

技術領域

本發明屬于等離子體放電技術領域，具體涉及一種用于消毒的放電電極及其制作方法。

背景技術

傳統消毒滅菌可分為物理滅菌法和化學滅菌法，其中物理滅菌方法主要有熱力滅菌法、輻射滅菌法、紫外線滅菌消毒法等；化學滅菌方法主要有環氧乙烷、甲醛熏蒸，過氧乙酸、戊二醛消毒液浸泡等。傳統的消毒方法都有一定的局限性，例如，熱力滅菌法只使用能耐高溫的器械物品消毒，輻射、紫外線、甲烷熏蒸、環氧乙烷熏蒸需要在無人的情況下進行。

20世紀初，人們開始對等離子體消毒滅菌技術進行研究，研究表明等離子體具有很好的消毒滅菌效果。1968年，Menashi最早申請了與等離子體消毒滅菌相關的專利。20世紀90年代，利用等離子體對食品表面進行消毒滅菌就獲得了美國食品和藥物管理局(FDA)的批準，并很快應用于商業。等離子體是一種離子化的氣態物質，被稱為物質的第四態。等離子體與物體表面的細菌、病毒接觸時，其內部含有的高能電子、離子、激發態原子、分子及自由基等活性物種破壞細菌、病毒的蛋白質和核酸，導致其不能正常進行物質的合成而死亡。

現有技術如中國專利CN3083811介紹的是手持式的消毒手電，采用并列微孔心結構放電，兩金屬電極分別作為陰極和陽極，中間被介質層隔開，在電極的底部開有四個直徑相等的圓孔，這種放電方式容易導致在開孔部位發生拉弧現象。又如中國專利CN101330794大氣壓介質阻擋放電產生低溫等離子體射流裝置中所提到的環狀電極緊貼于圓形介質管的外壁，工作氣體垂直經過放電區，等離子體被吹出形成等離子體射流，電極與絕緣介質之間沒有緊密貼合，容易導致電擊穿現象。

上述專利中提到的電極形式在實用性、安全性、放電穩定性等方面均有所欠缺，需進行進一步改進。

發明內容

本發明的目的是制作出一個電極與絕緣介質緊密貼合，放電穩定，消毒效率高且處理對象不受電極形式影響的放電電極。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種用于消毒的放電電極，該放電電極包括高壓電極、地電極、陶瓷絕緣層和聚四氟乙烯材質的外殼；陶瓷絕緣層緊密貼合在高壓電極上，高壓電極和地電極被平行固定在聚四氟乙烯材質的外殼內，高壓電極和地電極之間的距離為2～10mm，陶瓷絕緣層在高壓電極和地電極之間，進氣孔在正對高壓電極和地電極中間位置的外殼上，氣體通過進氣孔進入到高壓電極和地電極之間。

一種用于消毒的放電電極的制作方法，該制作方法包括如下步驟：

首先，利用微弧氧化的方法在高壓電極的一面氧化出陶瓷絕緣層；

其次，利用電化學的方法在地電極表面生長出一層納米銀；

第三，把處理后的高壓電極和地電極平行固定在聚四氟乙烯材質的外殼內。

其中，所述的高壓電極和地電極采用1～2mm厚的鈦板，根據需要加工成所需要的尺寸和形狀，把加工后的鈦板依次用丙酮、去離子水超聲清洗20～30min，然后用金相砂紙打磨要處理的表面，然后再依次用丙酮、去離子水超聲清洗20～30min，去離子水保存備用。

其中，所述的利用微弧氧化的方法在高壓電極表面氧化出一層陶瓷絕緣層，其制作流程為：在鈦板表面不需要處理的地方覆一層光刻膠，把覆膜后的鈦板放入電解液，電解液通入三相交流高壓進行微弧氧化，該三相交流電壓為200～600V，電流密度為3～15A.dm^-2，電鍍時，電解液溫度控制在20～50℃，電解液為硅酸鹽溶液，Na₂SiO₃，反應時間為2～20min。反應結束后，把樣品由電解槽中取出，去除覆膜，去離子水清洗，超聲振蕩清洗10～20min，自然晾干。

其中，所述利用電化學方法在地電極表面生長納米銀的流程為：取出放在離子水備用的鈦板，用10％的硫酸和10％的鹽酸混合溶液(1:1)浸泡1小時，以除去鈦板表面的氧化鈦，并形成氫化膜保護其不被氧化。制備電解液，制備濃度為0.1mol/L的AgNO₃溶液500mL，加入15.7g的聚乙酸吡咯烷酮，開啟磁力攪拌攪拌，攪拌5～10min，再加入0.1mol/L的水合肼，同時給予15～30V的直流電進行沉積，兩電極間距為2～3cm，在20～40℃的條件下，鈦板作陰極，陽極為金屬鉑板，反應時間為2～24h，反應結束后清洗，用壓縮氣體吹干，然后放在600～800℃的氛圍里熱處理90～150min，冷卻后即得到負載有納米銀的地電極。

其中，可以根據不同的使用情況，通入空氣、氮氣、氧氣、氦氣或氬氣。

本發明與現有技術相比的優點在于：