CN101634035B - 臭氧和过氧化氢在中性介质中协同电化学产生方法和装置 - Google Patents
臭氧和过氧化氢在中性介质中协同电化学产生方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101634035B CN101634035B CN2009100237872A CN200910023787A CN101634035B CN 101634035 B CN101634035 B CN 101634035B CN 2009100237872 A CN2009100237872 A CN 2009100237872A CN 200910023787 A CN200910023787 A CN 200910023787A CN 101634035 B CN101634035 B CN 101634035B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrogen peroxide
- ozone
- anode
- compartment
- cathode compartment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 75
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 37
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 title abstract 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 24
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims abstract description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 18
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 12
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 claims description 12
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 10
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 10
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 8
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims description 7
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 7
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 6
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 6
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 6
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 6
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 6
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-M dihydrogenphosphate Chemical compound OP(O)([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 6
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 6
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 6
- YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N lead dioxide Inorganic materials O=[Pb]=O YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 claims description 6
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract description 3
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 abstract 1
- 229910000160 potassium phosphate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 235000011009 potassium phosphates Nutrition 0.000 abstract 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 abstract 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 235000011008 sodium phosphates Nutrition 0.000 abstract 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 abstract 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 15
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- 238000010349 cathodic reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- -1 also has two Chemical compound 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000008280 chlorinated hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- WBZKQQHYRPRKNJ-UHFFFAOYSA-L disulfite Chemical compound [O-]S(=O)S([O-])(=O)=O WBZKQQHYRPRKNJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
一种臭氧和过氧化氢在中性介质中协同电化学产生方法和装置。该方法和装置包括在同一个电解池中氧气在空气扩散阴极上还原生成过氧化氢和水在阳极上被氧化分解生成臭氧。装置包括质子交换膜和阳极热压在一起组成膜电极。阴极室的电解质是惰性盐类水溶液如硫酸钠盐或钾盐、磷酸钠盐或钾盐或者几种该类电解质的混合溶液做电解质，而阳极室可以是不需电解质的纯水或者和阴极室一样的溶液做电解质，以质子交换膜分隔阴极室和阳极室，用来防止生成的臭氧和过氧化氢进一步被电化学还原或者被氧化，从而能在阴极室得到较高浓度的过氧化氢，同时在阳极室高效产生臭氧。本发明的方法和装置也可以用于臭氧和过氧化氢协同处理废水。
Description
技术领域
本发明属于环境保护水处理领域/应用化学，具体涉及一种臭氧和过氧化氢在中性介质中协同电化学产生方法和装置。
背景技术：
臭氧(O3)和过氧化氢(H2O2)都是较强的氧化剂，在环境工程、化学化工、农业等领域有着广泛的用途，并且它们自身分解之后的产物只有氧气和水，一般不会产生有毒害作用的氯代烃类化合物。臭氧的产生往往采用对氧气或者空气高压放电法，产生的臭氧在用于水处理时仍旧需要通过布气装置将臭氧溶解于水中。现有的电化学分解水产生臭氧的技术也只是在阳极产生臭氧而阴极反应往往是氧气还原成水或者水被还原成氢气。而过氧化氢在工业上采用蒽醌法大规模生产，小规模的生产技术中也有采用氧气电化学还原技术，但在阴极电化学还原氧气的同时阳极反应却是水被氧化成氧气。
电化学阳极氧化水的反应主要有两个，即生成臭氧的反应(反应式1)和生成氧气的反应(反应式2)：
3H2O→6H++O3+6e E0＝1.51V (1)
2H2O→4H++O2+4e E0＝1.23V (2)
电化学阴极还原氧气的反应主要也有两个，即生成水(反应式3)或者过氧化氢的反应，生成过氧化氢的反应又由于电解质的不同而分别在碱性电解质中生成碱式过氧化氢(反应式4)或在酸性电解质中生成过氧化氢的反应(反应式5)：
O2+4e+2H2O→4OH- E0＝0.40V (3)
O2+2e+2OH-→2HO2 - E0＝-0.076V (4)
O2+2e+2H+→2H2O2 E0＝0.68V (5)
在水处理领域单独的过氧化氢或者臭氧处理往往没有臭氧协同过氧化氢处理效果好，因为过氧化氢和臭氧协同能够产生更多的强氧化性的羟基自由基。因此同时利用电化学的阳极和阴极反应，开发臭氧和过氧化氢协同电化学产生技术不仅能提高水处理效率，也能节约能源，在水处理领域和应用化学领域都是一项重要的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种臭氧和过氧化氢在中性介质中协同电化学产生方法和装置，以提高电能利用率，为水处理技术提供一种简单、方便、高效的方法和装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括电解槽，所述的电解槽内设置有质子交换膜，该质子交换膜将电解槽分隔为阳极室和阴极室，阳极室和阴极室内分别设置有阳极电解液和阴极电解液，在阳极室内安装有阳极，质子交换膜与阳极热压在一起，所说的阴极室的侧壁上安装有阴极，阴极一侧位于阴极室内，另一侧位于阴极室外，所说的阳极采用金属钛或金属钽制成，且在金属钛或金属钽表面设置有高析氧电位的能产生臭氧的电极材料，所说的阴极采用活性炭、碳纤维、碳纳米管、石墨或者玻璃碳中一种或者几种碳材料组成的催化剂活性层，催化剂活性层中间用炭布或者泡沫镍做阴极集电体形成的无金属催化剂的空气扩散电极，阴极面向空气的一侧涂以聚四氟乙烯隔水透气层。
本发明的电解槽由耐酸耐臭氧腐蚀的聚四氟乙烯、有机玻璃、或玻璃制成；阳极5采用网状或泡沫状的金属钛或金属钽；高析氧电位的能产生臭氧的电极材料为二氧化铅、镍锑掺杂二氧化锡或硼掺杂金刚石，通过涂敷或压片将电极材料设置在阳极上；阳极电解液为纯水或浓度为0.01～1mol/l的硫酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐或高氯酸盐中一种或者几种盐组合成的中性水溶液；阴极电解液采用浓度为0.01～1mol/l的硫酸盐或磷酸盐水溶液。
臭氧和过氧化氢在中性介质中协同电化学产生的方法，其步骤为：
1)首先，取电解槽并在电解槽中间设置质子交换膜，该质子交换膜将电解槽分为阳极室和阴极室；
2)其次，通过涂敷或压片工艺将二氧化铅、镍锑掺杂二氧化锡或硼掺杂金刚石设置在网状或泡沫状的金属钛或金属钽表面形成阳极，并将阳极与质子交换膜热压在一起后置于阳极室中；
3)然后，采用活性炭、碳纤维、碳纳米管、石墨或者玻璃碳中一种或者几种碳材料组成的催化剂活性层，催化剂活性层中间用炭布或者泡沫镍做阴极集电体形成的无金属催化剂的空气扩散电极做为阴极，该阴极安装在阴极室的侧壁上，阴极一侧位于阴极室内，另一侧位于阴极室外，阴极面向空气的一侧涂以聚四氟乙烯隔水透气层；
4)将纯水或浓度为0.01～1mol/l的硫酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐或高氯酸盐中一种或者几种盐组合成的中性水溶液置于阳极室中，将浓度为0.01～1mol/l的硫酸盐或磷酸盐水溶液置于阴极室中；
5)最后，对阳极和阴极施加3.5～5.5V电压，其电流密度为和5～30mA/cm3，在阴极室和阳极室分别产生过氧化氢和臭氧。
本发明的阳极室和阴极室内的电解液为流动的电解液。
本发明同时利用阳极水氧化和阴极空气还原的反应，选择性地分别生成在环境工程中有广泛应用的臭氧和过氧化氢。阴极室和阳极室由质子交换膜分隔开来。质子交换膜可以允许质子即氢离子选择性通过。产生臭氧和过氧化氢的浓度和效率可以方便地通过调节电解池的槽电压实现，也可用流动的阴极室或者阳极室的电解液，通过调节电解液流速达到调节臭氧和过氧化氢的浓度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明的装置包括由耐酸耐臭氧腐蚀的聚四氟乙烯、有机玻璃、或玻璃制成的电解槽1，电解槽1内设置有质子交换膜2，该质子交换膜2将电解槽1分隔为阳极室3和阴极室4，阳极室3和阴极室4内分别设置有阳极电解液和阴极电解液，阳极电解液为纯水或浓度为0.01～1mol/l的硫酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐或高氯酸盐中一种或者几种盐组合成的中性水溶液；阴极电解液采用浓度为0.01～1mol/l的硫酸盐或磷酸盐水溶液，在阳极室3内安装有阳极5，阳极5与质子交换膜2热压在一起，所说的阴极室3的侧壁上安装有阴极6，阴极6一侧位于阴极室3内，另一侧位于阴极室外，所说的阳极5采用网状或泡沫状的金属钛或金属钽制成，通过涂敷或压片将高析氧电位的能产生臭氧的电极材料二氧化铅，镍锑掺杂二氧化锡或硼掺杂金刚石设置在阳极5表面；所说的阴极6采用活性炭、碳纤维、碳纳米管、石墨或者玻璃碳中一种或者几种碳材料组成的催化剂活性层，催化剂活性层中间用炭布或者泡沫镍做阴极集电体形成的无金属催化剂的空气扩散电极，阴极6面向空气的一侧涂以聚四氟乙烯隔水透气层。
臭氧和过氧化氢协同电化学产生方法，其具体步骤为：
1)首先，取电解槽1并在电解槽1中间设置质子交换膜2，该质子交换膜2将电解槽1分为阳极室3和阴极室4；
2)其次，通过涂敷或压片工艺将二氧化铅、镍锑掺杂二氧化锡或硼掺杂金刚石设置在网状或泡沫状的金属钛或金属钽表面形成阳极5，并将阳极5与质子交换膜2热压在一起后再置于阳极室3中；
3)然后，采用活性炭、碳纤维、碳纳米管、石墨或者玻璃碳中一种或者几种碳材料组成的催化剂活性层，催化剂活性层中间用炭布或者泡沫镍做阴极集电体形成的无金属催化剂的空气扩散电极做为阴极6，该阴极安装在阴极室3的侧壁上，阴极6一侧位于阴极室3内，另一侧位于阴极室外，阴极6面向空气的一侧涂以聚四氟乙烯隔水透气层；
4)将纯水或浓度为0.01～1mol/l的硫酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐或高氯酸盐中一种或者几种盐组合成的中性水溶液置于阳极室中，将浓度为0.01～1mol/l的硫酸盐或磷酸盐水溶液置于阴极室中；
5)最后，对阳极和阴极施加3.5～5.5V电压，其电流密度为和5～30mA/cm3，在阴极室和阳极室分别产生过氧化氢和臭氧。
本发明还可以将阳极室和阴极室内的电解液设计成为流动的电解液，通过调节电解液流速达到调节臭氧和过氧化氢的浓度。
例一：以镍锑掺杂二氧化锡作阳极，以BASF公司的空气扩散电极作阴极，以杜邦公司Nafion117作质子交换膜，阳极室为圆柱形上留一小孔作为取样检测用，尺寸为直径2cm长3cm，装满纯水；阴极室也为圆柱形上有一孔作为取样检测用，尺寸同阴极室，装满0.1mol/l硫酸钠溶液。电解槽由有机玻璃制成。在电解槽的阴极和阳极上上施加不同的槽电压，阴极室和阳极室分别产生过氧化氢和臭氧，产生的溶解态臭氧和过氧化氢的电流效率和浓度如表1所示。其中，臭氧水浓度的检测用碘量法，过氧化氢浓度的检测用高锰酸钾滴定法，电流效率的计算依据法拉第定律。
表一不同的槽电压对产生臭氧的电流效率和平衡浓度的影响
通过本发明的实施，可以实现同时在阳极室得到臭氧和阴极室产生过氧化氢，实现了阴极反应和阳极反应同时产生在环境工程中具有广泛用途的氧化剂。系统产生的臭氧和过氧化氢可以方便的混合用于水处理领域。
Claims (5)
1.一种臭氧和过氧化氢在中性介质中协同电化学产生的装置，包括电解槽(1)，其特征在于：所述的电解槽(1)内设置有质子交换膜(2)，该质子交换膜(2)将电解槽(1)分隔为阳极室(3)和阴极室(4)，阳极室(3)和阴极室(4)内分别设置有阳极电解液和阴极电解液，在阳极室(3)内安装有阳极(5)，质子交换膜(2)与阳极(5)热压在一起，所说的阴极室(3)的侧壁上安装有阴极(6)，阴极(6)一侧位于阴极室(3)内，另一侧位于阴极室外，所说的阳极(5)采用金属钛或金属钽制成，且在金属钛或金属钽表面设置有高析氧电位的能产生臭氧的电极材料，所说的阴极(6)采用活性炭、碳纤维、碳纳米管、石墨或者玻璃碳中一种或者几种碳材料组成的催化剂活性层，催化剂活性层中间用炭布或者泡沫镍做阴极集电体形成的无金属催化剂的空气扩散电极，阴极(6)面向空气的一侧涂以聚四氟乙烯隔水透气层；
所说的高析氧电位的能产生臭氧的电极材料为二氧化铅、镍锑掺杂二氧化锡或硼掺杂金刚石，通过涂敷或压片将电极材料设置在阳极(5)上；
所说的阳极电解液为纯水或浓度为0.01～1mol/1的硫酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐或高氯酸盐中一种或者几种盐组合成的中性水溶液；
所说的阴极电解液采用浓度为0.01～1mol/l的硫酸盐或磷酸盐水溶液。
2.根据权利要求1所述的臭氧和过氧化氢在中性介质中协同电化学产生的装置，其特征在于：所说的电解槽(1)由耐酸耐臭氧腐蚀的聚四氟乙烯、有机玻璃、或玻璃制成。
3.根据权利要求1所述的臭氧和过氧化氢在中性介质中协同电化学产生的装置，其特征在于：所说的阳极(5)采用网状或泡沫状的金属钛或金属钽。
4.一种臭氧和过氧化氢在中性介质中协同电化学产生的方法，其特征在于：
1)首先，取电解槽(1)并在电解槽(1)中间设置质子交换膜(2)，该质子交换膜(2)将电解槽(1)分为阳极室(3)和阴极室(4)；
2)其次，通过涂敷或压片工艺将二氧化铅、镍锑掺杂二氧化锡或硼掺杂金刚石设置在网状或泡沫状的金属钛或金属钽表面形成阳极(5)，并将阳极(5)与质子交换膜(2)热压在一起后置于阳极室(3)中；
3)然后，采用活性炭、碳纤维、碳纳米管、石墨或者玻璃碳中一种或者几种碳材料组成的催化剂活性层，催化剂活性层中间用炭布或者泡沫镍做阴极集电体形成的无金属催化剂的空气扩散电极做为阴极(6)，该阴极安装在阴极室(3)的侧壁上，阴极(6)一侧位于阴极室(3)内，另一侧位于阴极室外，阴极(6)面向空气的一侧涂以聚四氟乙烯隔水透气层；
4)将纯水或浓度为0.01～1mol/l的硫酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐或高氯酸盐中一种或者几种盐组合成的中性水溶液置于阳极室中，将浓度为0.01～1mol/1的硫酸盐或磷酸盐水溶液置于阴极室中；
5)最后，对阳极和阴极施加3.5～5.5V电压，其电流密度为5～30mA/cm3，在阴极室和阳极室分别产生过氧化氢和臭氧。
5.根据权利要求
所述的臭氧和过氧化氢协同电化学产生方法，其特征在于：所说的阳极室和阴极室内的电解液为流动的电解液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009100237872A CN101634035B (zh) | 2009-09-03 | 2009-09-03 | 臭氧和过氧化氢在中性介质中协同电化学产生方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009100237872A CN101634035B (zh) | 2009-09-03 | 2009-09-03 | 臭氧和过氧化氢在中性介质中协同电化学产生方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101634035A CN101634035A (zh) | 2010-01-27 |
| CN101634035B true CN101634035B (zh) | 2010-11-10 |
Family
ID=41593360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009100237872A Expired - Fee Related CN101634035B (zh) | 2009-09-03 | 2009-09-03 | 臭氧和过氧化氢在中性介质中协同电化学产生方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101634035B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023239403A3 (en) * | 2021-12-09 | 2024-02-01 | PowerTech Water, Inc. | Electrochemical devices with enhanced stabilities |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102925919A (zh) * | 2012-11-23 | 2013-02-13 | 哈尔滨工业大学 | 三维电极电化学氧化高铁酸盐溶液的在线投加装置 |
| CN103496764B (zh) * | 2013-09-25 | 2017-01-18 | 南开大学 | 一种适合近中性有机废水处理的非均相电芬顿方法 |
| CN104087969B (zh) * | 2014-07-03 | 2017-02-01 | 东南大学 | 降低甲酸在电极上被氧化的阳极及其制备方法 |
| CN104759272B (zh) * | 2014-12-09 | 2018-09-11 | 上海维埃姆环保科技有限公司 | 一种膜电极低压电解式臭氧发生器的膜电极及其阳极和阳极的制作方法 |
| CN105002517B (zh) * | 2015-07-01 | 2018-06-26 | 苏州聪歌新能源科技有限公司 | 一种臭氧生成电极及其阳极的生产工艺和臭氧产生器 |
| CN105088267B (zh) * | 2015-09-30 | 2018-05-15 | 钟建华 | 用于电解制备臭氧水的分隔阴阳极室的电解池装置 |
| CN105776439A (zh) * | 2016-03-09 | 2016-07-20 | 黑龙江大学 | 泡沫镍基纳米石墨电极及其制备方法和应用 |
| TWI618837B (zh) * | 2016-06-17 | 2018-03-21 | Yuan Ze University | 灌溉系統 |
| CN107512760B (zh) * | 2017-08-14 | 2021-03-02 | 深圳大学 | 同步电生臭氧与双氧水的电解池装置及其制备方法、应用 |
| CN108456894A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-08-28 | 苏州庚泽新材料科技有限公司 | 一种新型的阳极材料及其制备方法、电解产生臭氧的装置 |
| CN108251857A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-07-06 | 苏州庚泽新材料科技有限公司 | 一种含Sn悬浮液的制备方法及其应用 |
| CN108330503B (zh) * | 2018-02-11 | 2019-08-02 | 中氧科技（广州）有限公司 | 一种电解臭氧发生器 |
| CN108707919A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-10-26 | 西安交通大学 | 一种在水中直接产生臭氧的便携式膜电极集合体及其制备方法 |
| CN109205796A (zh) * | 2018-09-04 | 2019-01-15 | 天津工业大学 | 用于废水处理的o2还原生物阴极-电催化膜耦合反应器 |
| JP2022504744A (ja) * | 2018-10-12 | 2022-01-13 | シネクシス・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | 乾燥過酸化水素生成のための電解デバイスおよび方法 |
| CN109498825B (zh) * | 2019-01-04 | 2023-07-25 | 厦门理工学院 | 一种家用消毒装置 |
| CN110938832A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-03-31 | 陕西易莱德新材料科技有限公司 | 一种用于次氯酸钠电解槽的膜电极制备方法 |
| CN113149180B (zh) * | 2021-05-18 | 2024-01-30 | 济南大学 | 一种同步去除石化废水与废气的方法 |
| CN113621980B (zh) * | 2021-09-10 | 2024-01-30 | 浙江清越科技有限公司 | 一种制备过氧化氢的流动式电化学装置 |
| CN113880202A (zh) * | 2021-10-13 | 2022-01-04 | 北京航空航天大学 | 双极协同催化降解有机物的电化学水处理方法 |
| CN114716001A (zh) * | 2022-05-17 | 2022-07-08 | 苏州清缘环保科技有限公司 | 一种原位电产生过氧化氢协同臭氧处理难降解有机物的装置和方法 |
| CN114935572A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-08-23 | 香港科技大学深圳研究院 | 一种基于纳米材料的可视化尿酸检测方法 |
| CN117417035B (zh) * | 2023-12-18 | 2024-03-12 | 中国科学院生态环境研究中心 | 阳极产气态臭氧同步阴极产生双氧水的水处理装置及方法 |
| CN119221002A (zh) * | 2024-11-29 | 2024-12-31 | 浙江奕湃科技有限公司 | 一种无盐电解同步产生臭氧和过氧化氢的反应系统及其应用方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5972196A (en) * | 1995-06-07 | 1999-10-26 | Lynntech, Inc. | Electrochemical production of ozone and hydrogen peroxide |
| CN1399009A (zh) * | 2002-08-29 | 2003-02-26 | 太原理工大学 | 强氧化剂的制备工艺 |
| EP0949205B1 (en) * | 1998-03-18 | 2003-06-04 | Permelec Electrode Ltd. | Use of an anode having an electroconductive diamond structure for producing acidic water containing dissolved hydrogen peroxide |
| CN101054679A (zh) * | 2007-02-14 | 2007-10-17 | 浙江工业大学 | 一种低压电解法制备臭氧的方法 |
-
2009
- 2009-09-03 CN CN2009100237872A patent/CN101634035B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5972196A (en) * | 1995-06-07 | 1999-10-26 | Lynntech, Inc. | Electrochemical production of ozone and hydrogen peroxide |
| EP0949205B1 (en) * | 1998-03-18 | 2003-06-04 | Permelec Electrode Ltd. | Use of an anode having an electroconductive diamond structure for producing acidic water containing dissolved hydrogen peroxide |
| CN1399009A (zh) * | 2002-08-29 | 2003-02-26 | 太原理工大学 | 强氧化剂的制备工艺 |
| CN101054679A (zh) * | 2007-02-14 | 2007-10-17 | 浙江工业大学 | 一种低压电解法制备臭氧的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Pallay Tatapudi等.SIMULTANEOUS SYNTHESIS OF OZONE AND HYDROGEN-PEROXIDE IN A PROTON-EXCHANGE-MEMBRANE ELECTROCHEMICAL REACTOR.《Journal of the Electrochemistry Society》.1994,第141卷(第5期),1174-1178. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023239403A3 (en) * | 2021-12-09 | 2024-02-01 | PowerTech Water, Inc. | Electrochemical devices with enhanced stabilities |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101634035A (zh) | 2010-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101634035B (zh) | 臭氧和过氧化氢在中性介质中协同电化学产生方法和装置 | |
| Sheng et al. | Electrogeneration of H2O2 on a composite acetylene black–PTFE cathode consisting of a sheet active core and a dampproof coating | |
| CN105734600B (zh) | 一种三电极体系双电解槽两步法电解水制氢的装置及方法 | |
| US9518329B2 (en) | Method for electrochemically converting carbon dioxide | |
| US9217202B2 (en) | Membrane reactor | |
| JP2525553B2 (ja) | 電気透析槽及び電気透析法 | |
| JP2000104189A (ja) | 過酸化水素の製造方法及び製造用電解槽 | |
| JP2648313B2 (ja) | 電解方法 | |
| KR101220199B1 (ko) | 물로부터 직접 과산화수소의 전기분해 합성 및 이의 응용 | |
| US9145614B2 (en) | Membrane reactor | |
| KR101451630B1 (ko) | 이산화탄소 환원방법 및 이를 이용한 이산화탄소 환원장치 | |
| Chisholm et al. | Decoupled electrolysis using a silicotungstic acid electron-coupled-proton buffer in a proton exchange membrane cell | |
| JP5470833B2 (ja) | 過酸化水素の製造方法 | |
| CN113549942A (zh) | 一种提高电解水制氢效率的方法及装置 | |
| JP2005144240A (ja) | 電解槽及び電解水生成装置 | |
| CN115558943A (zh) | 一种过氧化氢发生装置 | |
| CN114059086A (zh) | 一种基于酸性电解质两步电解制氢的装置和方法 | |
| US9435042B2 (en) | System and method for selective electrochemical reduction of carbon dioxide employing an anodized silver electrode | |
| Kolyagin et al. | Electrochemical reduction of oxygen to hydrogen peroxide in a gas-diffusion electrode based on mesoporous carbon | |
| CN106929875B (zh) | 一种基于碳片镀铁制备高铁酸盐的方法 | |
| CN206368199U (zh) | 纯水电解氢氧制造机 | |
| JP2015196871A (ja) | ラジカル酸素水製造装置およびラジカル酸素水製造方法 | |
| JP6345524B2 (ja) | 電気化学プロセスによる化学品の製造方法及び製造装置 | |
| Chaenko et al. | Indirect electrosynthesis of peracetic acid using hydrogen peroxide generated in situ in a gas diffusion electrode | |
| Muddemann et al. | Optimized Process Conditions for Hydrogen Peroxide Generating Gas Diffusion Electrodes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101110 Termination date: 20140903 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |