[發(fā)明專利]一種可調(diào)節(jié)臭氧電解發(fā)生器組件

有效

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• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108796541B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樊國榮
• 申請（專利權(quán)）人: 中氧科技(廣州)有限公司
• 主分類號: C25B1/13
• 分類號: C25B1/13;C25B11/02;C25B9/12;C25B15/02
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本發(fā)明涉及一種可調(diào)節(jié)臭氧電解發(fā)生器組件。本發(fā)明采用柔性可變形材料制備陽極催化劑膜板、PEM膜、陰極催化劑膜板以及陰極水袋，并將陽極催化劑膜板、PEM膜、陰極催化劑膜板以及陰極水袋一體化封裝制備，螺旋電極組件中的陽極催化劑膜板、PEM膜、陰極催化劑膜板以及陰極水袋可同步發(fā)生彈性變形，螺旋電極組件在圓筒形陽極水槽中螺旋盤繞呈圓筒狀，還設(shè)置了螺旋松解控制裝置，螺旋形電極組件在初始狀態(tài)下是緊密卷繞在立軸上，其本身具有一種解螺旋的應(yīng)力和解螺旋的趨勢，通過螺旋松解控制裝置使得螺旋電極組件在自身應(yīng)力的作用下解螺旋或收緊一部分，使得進(jìn)行電解反應(yīng)的接觸面積增大或減小，從而實(shí)現(xiàn)了臭氧制備過程中電解速率的調(diào)節(jié)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電解制備臭氧水技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種速率可調(diào)的臭氧電解制備裝置。

背景技術(shù)

臭氧是淡藍(lán)色氣體，是一種極強(qiáng)的氧化劑，通過氧化作用，抑制細(xì)菌的繁殖和生長，并導(dǎo)致細(xì)菌的死亡，它又是一種強(qiáng)殺菌劑。臭氧能溶于水，一定臭氧濃度的臭氧水同樣具有極強(qiáng)的殺菌作用。臭氧和臭氧水能對食品、飲用水進(jìn)行滅菌和消毒，在對飲用水進(jìn)行消毒時(shí)，除了能殺滅水中的細(xì)菌，進(jìn)一步純化水中的雜質(zhì)外，還能增加水中的含氧量。臭氧和臭氧水對細(xì)菌引發(fā)的各類皮膚病，細(xì)菌性炎癥，燒傷表面等疾病，均有一定的療效。臭氧和臭氧水還具有無副作用、無毒性、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。因此，它被廣泛地應(yīng)用于飲用水、食品加工、醫(yī)療衛(wèi)生、化工、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。

制備臭氧的方法有電暈法和電解法，電解法又以能制備高濃度臭氧優(yōu)于電暈法。目前的電解臭氧發(fā)生裝置，由電解臭氧發(fā)生器、電解臭氧發(fā)生器電源、陽極水箱、陰極水箱組成。從在上個(gè)世紀(jì)中后期，固體聚合物電解質(zhì)技術(shù)被越來越多的用到產(chǎn)生臭氧的研究中，在固體聚合物電解質(zhì)電解產(chǎn)生臭氧的結(jié)構(gòu)中，固體聚合物離子交換膜這種固態(tài)電解質(zhì)取代了傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)，電催化顆粒直接附著于固體聚合物電解質(zhì)膜兩側(cè)上，形成固體聚合物電解質(zhì)復(fù)合膜，這種復(fù)合膜結(jié)構(gòu)能增加電極反應(yīng)的接觸面積，大大提高反應(yīng)物的傳質(zhì)速度，有利于反應(yīng)產(chǎn)物的分離，將反應(yīng)與分離融為一體，簡化了電解裝置的結(jié)構(gòu)。膜電極組件由三部分組成，中間是固體聚合物電解質(zhì)膜， 兩邊分別是陰極催化劑膜片和陽極催化膜片。目前，陽極催化劑膜片可以用鉑、玻璃炭、二氧化錫以及二氧化鉛等材料，其中二氧化鉛穩(wěn)定性好，且價(jià)格適中，被使用得較為廣泛。陰極催化劑膜片則多采用鉑、鍍鉑金屬、碳以及鎳合金等，其中鉑的析氧過電位在貴金屬及其合金中是最高的，對產(chǎn)生臭氧最為有利。在固體聚合物電解質(zhì)臭氧發(fā)生器結(jié)構(gòu)中，陰、陽極電催化材料與Nafion膜的復(fù)合電極是一種多孔電極，它具有比常規(guī)電極大得多的反應(yīng)比表面積，有利于電解反應(yīng)的進(jìn)行。近些年，隨著材料技術(shù)的發(fā)展，具有柔性可變形性或者彈性可變形回復(fù)性的陽離子交換膜以及陰陽極催化劑膜板已經(jīng)問世，這給電解技術(shù)領(lǐng)域帶來了新的改進(jìn)動(dòng)機(jī)。

現(xiàn)有技術(shù)中采用電解法制備臭氧的設(shè)備主要存在有以下技術(shù)問題：單個(gè)設(shè)備制備臭氧的量以及濃度有限，而且制備速率一般不可調(diào)，機(jī)器設(shè)備對不同消毒環(huán)境以及消毒需求的適應(yīng)性較差，現(xiàn)有技術(shù)中的還沒有出現(xiàn)一個(gè)可以很好地實(shí)現(xiàn)制備速率調(diào)節(jié)的臭氧制備。

由于現(xiàn)有設(shè)備中存在有以上問題，因此，亟需開發(fā)一種可調(diào)節(jié)的電解制備臭氧的設(shè)備，以填補(bǔ)市場空白。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種速率可調(diào)的臭氧電解制備裝置，本發(fā)明采用彈性可螺旋卷繞的電解發(fā)生器組件，具有催化效率高、效率可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：