[发明专利]一种可调节臭氧电解发生器组件

说明书

本发明涉及一种可调节臭氧电解发生器组件。本发明采用柔性可变形材料制备阳极催化剂膜板、PEM膜、阴极催化剂膜板以及阴极水袋，并将阳极催化剂膜板、PEM膜、阴极催化剂膜板以及阴极水袋一体化封装制备，螺旋电极组件中的阳极催化剂膜板、PEM膜、阴极催化剂膜板以及阴极水袋可同步发生弹性变形，螺旋电极组件在圆筒形阳极水槽中螺旋盘绕呈圆筒状，还设置了螺旋松解控制装置，螺旋形电极组件在初始状态下是紧密卷绕在立轴上，其本身具有一种解螺旋的应力和解螺旋的趋势，通过螺旋松解控制装置使得螺旋电极组件在自身应力的作用下解螺旋或收紧一部分，使得进行电解反应的接触面积增大或减小，从而实现了臭氧制备过程中电解速率的调节。

技术领域

本发明涉及电解制备臭氧水技术领域，尤其涉及一种速率可调的臭氧电解制备装置。

背景技术

臭氧是淡蓝色气体，是一种极强的氧化剂，通过氧化作用，抑制细菌的繁殖和生长，并导致细菌的死亡，它又是一种强杀菌剂。臭氧能溶于水，一定臭氧浓度的臭氧水同样具有极强的杀菌作用。臭氧和臭氧水能对食品、饮用水进行灭菌和消毒，在对饮用水进行消毒时，除了能杀灭水中的细菌，进一步纯化水中的杂质外，还能增加水中的含氧量。臭氧和臭氧水对细菌引发的各类皮肤病，细菌性炎症，烧伤表面等疾病，均有一定的疗效。臭氧和臭氧水还具有无副作用、无毒性、无二次污染等优点。因此，它被广泛地应用于饮用水、食品加工、医疗卫生、化工、环境保护等领域。

制备臭氧的方法有电晕法和电解法，电解法又以能制备高浓度臭氧优于电晕法。目前的电解臭氧发生装置，由电解臭氧发生器、电解臭氧发生器电源、阳极水箱、阴极水箱组成。从在上个世纪中后期，固体聚合物电解质技术被越来越多的用到产生臭氧的研究中，在固体聚合物电解质电解产生臭氧的结构中，固体聚合物离子交换膜这种固态电解质取代了传统的液态电解质，电催化颗粒直接附着于固体聚合物电解质膜两侧上，形成固体聚合物电解质复合膜，这种复合膜结构能增加电极反应的接触面积，大大提高反应物的传质速度，有利于反应产物的分离，将反应与分离融为一体，简化了电解装置的结构。膜电极组件由三部分组成，中间是固体聚合物电解质膜， 两边分别是阴极催化剂膜片和阳极催化膜片。目前，阳极催化剂膜片可以用铂、玻璃炭、二氧化锡以及二氧化铅等材料，其中二氧化铅稳定性好，且价格适中，被使用得较为广泛。阴极催化剂膜片则多采用铂、镀铂金属、碳以及镍合金等，其中铂的析氧过电位在贵金属及其合金中是最高的，对产生臭氧最为有利。在固体聚合物电解质臭氧发生器结构中，阴、阳极电催化材料与Nafion膜的复合电极是一种多孔电极，它具有比常规电极大得多的反应比表面积，有利于电解反应的进行。近些年，随着材料技术的发展，具有柔性可变形性或者弹性可变形回复性的阳离子交换膜以及阴阳极催化剂膜板已经问世，这给电解技术领域带来了新的改进动机。

现有技术中采用电解法制备臭氧的设备主要存在有以下技术问题：单个设备制备臭氧的量以及浓度有限，而且制备速率一般不可调，机器设备对不同消毒环境以及消毒需求的适应性较差，现有技术中的还没有出现一个可以很好地实现制备速率调节的臭氧制备。

由于现有设备中存在有以上问题，因此，亟需开发一种可调节的电解制备臭氧的设备，以填补市场空白。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种速率可调的臭氧电解制备装置，本发明采用弹性可螺旋卷绕的电解发生器组件，具有催化效率高、效率可调的优点，具有广阔的应用前景。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：