[实用新型]一种溶氧电极制氧器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种制氧装置，具体为一种采用电化学方法制造(提取)氧气的溶氧电极制氧器，国际专利分类号为Int.cl⁷.c25B1/02。

背景技术

传统的制氧技术是采用空气分离方法制造，但基于空气分离技术的氧气瓶吸氧方式的存在诸多不足。近年来国内外出现的一些制氧新技术。例如化学反应制氧技术，但该技术制氧量有限，一次投料，仅能维持10分钟左右的氧气量，且氧气释放曲线不平缓，使用麻烦，成本很高。目前国内外应用较多的是类似于专利ZL00246155.2介绍的变压吸附制氧技术，且已经有多种商业制氧机产品面市。该技术虽可以连续循环制取氧气，但制备氧气纯度低，达不到医用保健标准，运行有噪音，成本也较高，不适合家庭和病人使用。

近年来，基于空气电极技术发展起来的电化学制氧工艺逐渐受到重视，该技术是采用类似空气电极阴极的溶氧电极膜，将空气中的氧气还原成OH^-吸收到碱性介质中，再在阳极氧化成O₂分离出来的制氧技术，该技术无污染、能量转化和制氧效率高，连续使用成本低、操作方便，使用范围广等优点。以中国专利ZL 93115931.8、ZL 95116569.0、ZL 99238206.8、ZL 02276610.3、ZL 200320106390.8等为代表。但是，由于采用高浓度碱性电解液(KOH溶液)来制氧，且所使用的空气电池中需要使用造孔剂造孔，孔径大小很不均匀，长期使用中由于电解液在空气的碳酸化、催化剂性能限制和电极渗漏等问题，实际电化学制氧的效率不高，应用受到很大限制。中国专利ZL99119555.8提出了使用近中性电解液来取代碱性电解液的制氧方法，但该方法需配套使用锰基催化剂，而在实际使用中锰基催化剂(氧化锰)易脱落、脱溶或水解变性等变化，产品不稳定。中国专利ZL 03120967.X发明内容针对其不足，做了一些改良，ZL 02277354.1则提出了采用水蒸气提取氧气的技术，但是上述技术由于催化性能有限，实际制氧能耗仍然比较高，氧气产量比较小，而且在实际应用中存在渗漏问题，不利于大面积推广。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种溶氧电极制氧器，该溶氧电极制氧器具有氧气纯度高、安全可靠、无污染，可连续制氧、氧气制备成本低廉、电极寿命长等优点。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种溶氧电极制氧器，该电化学氧气发生器包括与电源连接的电解槽，电解槽内壁上分别设有空气阴极和金属阳极；电解槽内装有电解液，其特征在于，所述的空气阴极由依次层叠的催化膜、金属网、第一防水透气膜、第二防水透气膜和聚四氟乙烯涂层组成。

本实用新型的其它特点是：

所述的金属网为30目-80目的镀镍网或镍网。

所述的电解液为碱性电解质，浓度为1～3mol/L，组分为氢氧化钾和碱性盐类混合物，KOH含量在60～100％之间。

所述的催化膜是由聚四氟乙烯乳液、炭载银和活性炭混合轧制而成，厚度为0.1mm～0.5mm，其中，聚四氟乙烯乳液含60％重量的聚四氟乙烯，炭载银为聚四氟乙烯重量的10％～60％，活性炭的含量为聚四氟乙烯重量20％～40％。

所述的炭载银中的银粉在活性炭上的担载量为5％～20％。炭载银主体为银，添加有铂、钯等，采用热分解还原法制备，其它贵金属成分不超过5％；

所述的第一防水透气膜和第二防水透气膜均由聚四氟乙烯乳液和疏水性乙炔黑、活性炭混合轧制而成，厚度为0.2～1mm；其中，聚四氟乙烯乳液含60％重量的聚四氟乙烯，乙炔黑的含量为聚四氟乙烯重量5％～20％；活性炭的含量为聚四氟乙烯重量的20％～40％。

所述的电源为带过载保护的恒流电流源。

本实用新型的溶氧电极制氧器，采用上述催化膜结构的空气阴极，改善了催化性能，可连续安全产生高品质的生态健康型氧气，氧气纯度在99％以上。配合负离子发生器等系统，效果更佳。有望促进空气电极和制氧技术的进展和家庭氧气终端的推广应用。

附图说明

图1为本发明制氧装置的示意图；

图2为本发明制氧装置使用的空气阴极结构示意图；

图3为本发明的溶氧电极制氧器单片空气电极性能图

下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明：

具体实施方式