[实用新型]用于电解制备臭氧水的分隔阴阳极室的电解池装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电解池装置的研究领域，特别涉及一种用于电解制备臭氧水的分隔阴阳极室的电解池装置。

背景技术

电解水的应用早在上世纪70年代美国宇航局用于载人宇宙飞船给宇航员供氧。尤其在80年代之后，固体聚合物电解质(SPE)技术的应用在电解水制备氢气和氧气得到推广。采用一般的导电材料作为电极，可以分别在阳极和阴极表面发生电化学反应生成氧气和氢气。导电的金刚石材料被证实具有极佳的电化学性能，采用导电金刚石作为阳极，可制成直接溶于水的臭氧，简称臭氧水。

中国专利CN20061009226.7和CN20118006557.9采用金刚石电极制备臭氧水，但是阳极区和阴极区都没有分隔，阳极室与阴极室是相通的(如图1所示)，电解之后产生的臭氧又会从相通的区域混合，使得水中的氢气又被臭氧氧化，同时稀释了臭氧含量，从而导致了发生器臭氧产生效率低、臭氧浓度低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于电解制备臭氧水的分隔阴阳极室的电解池装置，用于提高臭氧O₃的生产效率和含量。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于电解制备臭氧水的分隔阴阳极室的电解池装置，包括电解槽，所述电解槽内设置有阴极电极和阳极电极，所述阴极电极和阳极电极的底部与电解槽的底端完全接触，将电解槽分隔成相互独立的阳极室和阴极室，所述阳极室和阴极室隔离处设有允许离子透过，但隔离氢气透过阳极区的质子交换膜。

作为优选的，所述阴极室内设有用于将产生的氢气排出的排气孔。

作为优选的，所述阳极电极和阴极电极上设有允许水通过的通孔。

作为优选的，所述通孔为圆孔、正方形孔、长方形孔、锥孔、条形孔、多边形孔或不规则形状孔。

作为优选的，所述电解槽内设有一对或多对组合设置的阳极电极和阴极电极，形成两个或多个阳极室和阴极室。

作为优选的，所述阳极电极包括阳极端子、阳极基底和导电镀膜层，所述阴极电极包括阴极端子、阴极基底和导电镀膜层，所述导电镀膜层直接与阴极端子和阳极端子连接。

作为优选的，所述阳极端子和阴极端子采用弹性导电夹片，所述弹性导电夹片直接接触到导电膜；或者所述阳极端子和阴极端子通过导电粘接物与导电膜连接，所述电粘接物为导电银胶或导电锡浆。

作为优选的，所述阳极电极由导电材料组成，所述阳极电极是导电金刚石片，或者以硅片为基底的导电金刚石膜；所述阴极电极由导电材料组成，所述阴极电极是导电金刚石片，或者以硅片基底的导电金刚石膜，或者不锈钢片。

作为优选的，所述阳极电极和阴极电极上设有含有催化作用的活性物质。

作为优选的，所述电解池装置采用直流电驱动、交流电驱动或脉冲电驱动。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本实用新型的结构设计由于将阳极室与阴极室隔离分开，互不相通；使得阴极室的水不会混入阳极室，因此避免了在阴极室产生的氢气不会混入到阳极室与臭氧O₃发生中和反应，从而减少的臭氧O₃的消耗量，提高臭氧O₃的生产效率和含量。

(2)本实用新型中由于直接连接镀膜电极的导电膜，因此电解池的镀膜电极的基底材料可以采用不导电的基底材料，例如：玻璃、硅片、陶瓷等等；也可以采用导电的基底材料。所以对于基底材料选择范围得到极大的扩展，而且基底材料导电性能对镀膜电极没有不良影响，从而设计人员能够很容易地选择那些镀膜附着力比较好的基底材料。例如：采用硅片为衬底材料并在其上镀上一层导电金刚石膜，制作成的电极镀膜附着力强，不容易脱膜，因此电极寿命较长。

(3)本实用新型中阴极端子、阳极端子直接与导电膜连接，所以不存在基底材料的串联电阻的影响，因此使得电解池的输入电压可以降低，电解反应的能耗降低，水温也得到降低，电极的使用寿命也延长了许多。

附图说明

图1是现有技术中阴极室和阳极室未分离的电解池装置示意图；

图2是本实用新型阴极室和阳极室分离的电解池装置结构示意图；

图3是本实用新型多组阴极室和阳极室分离的电解池装置结构示意图；

图4(a)-图4(g)是本实用新型各种通孔的结构示意图。