[其他]电化学臭氧发生器

说明书

本实用新型属于一种用电化学方法制造臭氧的装置。

在本实用新型作出之前，制造臭氧的装置通常是采用电晕放电的方法电离氧或空气，从而产生臭氧。然而电晕放电法必须先将氧或空气经过予处理后才能进入放电室电离产生臭氧。这种称为设备型的臭氧发生装置由于存在设备投资费用高、臭氧浓度低（≤3％）且含有有害的氮化物，不便于移动，因而大大地限制了臭氧的广泛应用。

本实用新型的目的是克服上述设备型臭氧发生装置的不足，制造出一种体积小、重量轻、设备投资少、运行费用低、臭氧浓度高（＞10％）且操作安全方便、能广泛应用的电化学臭氧发生器。

本实用新型的要点是应用电化学反应原理进行电解。在阳极／电解液界面上产生高浓度的臭氧和氧；在阴极／电解液界面上产生氢或者是氧还原成水。其电极的电化学反应式如下：

阳极反应是

阳极上的寄生反应是

析氢阴极反应是

氧还原阴极反应是

（上述电极反应式中的e^－表示电子，V⁰表示标准电极电位）

由上述反应式可以看出电化学臭氧发生器配合析氢阴极，其理论槽电压为1.51伏（V⁰₁－V⁰₃＝1.51伏）；而配合氧（空气）还原阴极其理论槽电压仅只有0.28伏（V⁰₁－V⁰₄＝0.28伏）。本实用新型不需要制氧或空气，不需要气体予处理，不产生有害的氮化物。配合氧（空气）还原阴极的电化学臭氧发生器不产生氢气，能降低槽电压，节约电能，其产物只是臭氧和氧的混合物。

本实用新型所说的电化学臭氧发生器，其阳极组件可以是玻璃炭、石墨，可以是铂族金属、阀金属及其合金；也可以是在铂族金属、阀金属、铁钴镍金属及其合金为基体的表面上加上一层铂族金属、阀金属、稀土金属、锰、锡、铅、锑、银或钨的氧化物或混合氧化物。其阴极组件可用氢超电势低的铂族金属、阀金属、铁钴镍及其合金的析氢阴极；也可用由塑料粘结型防水透气层、催化层、导电网所组成的氧（空气）还原阴极。其电解液可以是酸性溶液、中性溶液或缓冲溶液，也可以是添加了含氟离子的酸性溶液、中性溶液、缓冲溶液。其它组件是冷却器、塑料固定支架。

本实用新型由阳极组件、阴极组件、电解液以及其它组件构成。其结构如附图所示。图中1是冷却组件兼冷却液出（入）口，它为发生器工作时提供体系散热和阳极导流；2是阴极组件，它可以是析氢阴极，即溶液中的氢离子在该电极上得电子还原成氢气，也可以是氧（空气）阴极，即空气中的氧在该电极上得电子还原成水；3是阳极组件，电解液中的水在该电极上失去电子被氧化成臭氧和氧；4是电解液，它担负着液相导电和提供电解反应时所需的水；5是臭氧出口，它在发生器启动之前作为电解液的注入口，在启动后作为臭氧的出口；6是塑料固定支架，它起着固定阳、阴电极的作用，使发生器构成一有机整体。

发明人利用本实用新型制造出的电化学臭氧发生器，用紫外吸收光谱仪进行定性检验表明该发生器产生的气体在260nm处有强吸收的臭氧特征峰。用碘量法进行定量分析表明该发生器在室温下产生的臭氧浓度可高于10％。

臭氧作为一种没有污染的强氧化剂、消毒剂在轻化工生产、饮用水处理、环境保护、医疗卫生、食品卫生以及科学研究等部门得到广泛地应用。

本实用新型具有设计新颖、结构严紧、操作安全方便、体积小、重量轻、设备投资少、运行费用低、臭氧浓度高、应用广泛等特点。

附图是电化学臭氧发生器的结构图。

本实用新型的一个实施例是做成如附图所示的电化学臭氧发生器，其结构由阳极组件（3）、阴极组件（2）、电解液（4）、冷却组件兼冷却液出入口（1）、臭氧出口（5）、塑料固定支架（6）等部件构成。