CN102899685A - 低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂及其制备方法 - Google Patents

低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂及其制备方法，阳极催化剂配方：硝酸铅190-600，硝酸铜7-42，硝酸1-17，氟化钠0.08-1.7，氯化高锡0.07-8，三氯化锑0.06-10，盐酸0.6-13和丁醇5-49；阴极催化剂配方：氯铂酸0.02-3.1，活性炭0.07-11和异丙醇2-22。制备包括：（a）将氯化高锡、三氯化锑、盐酸和丁醇防钝化处理，然后与硝酸铅、硝酸铜、硝酸和氟化钠混合电解；（b）将阴极催化剂配方混合搅拌抽滤。将阴、阳极催化剂应用于低压电解式臭氧发生器中，电解纯水生成臭氧，臭氧浓度达到了20%，不产生有害物质；臭氧浓度高，稳定性能高，杀菌彻底。

Description

低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及电极催化剂技术领域，特别是指一种低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂及其制备方法。
背景技术
电晕放电法产出臭氧的原理是在两个平行的高压电极之间平行放置一个介电体(通常采用硬质玻璃或陶瓷作介电体也有用不锈钢)，并保持一定的放电间隙，当在两极间通入高压交流电时，在放电间隙，形成均匀的蓝紫色电晕放电，空气或氧气通过放电间隙，氧分子受到电子的激发获得能量，并相互发生弹性碰撞，形成臭氧分子。
传统的高压放电臭氧是以空气或氧气为原料，需要经过多道预处理，并通过15000V左右的高频高压放电场才能获得臭氧，生成的臭氧浓度低最高浓度不大于6%（氧气源），产出的臭氧伴随物为氮、氯、氮氧化合物和其他杂质（N2+O2+O3+NOX），因空气中含有78%以上的氮气，经过高压放电后会产生氮氧化合物其中一氧化氮、二氧化氮为不可分解的有毒致癌物质。
PEM电解法产出臭氧的原理是采用低压直流导通固态膜电极的正负两极电解去离子水，水在阳极溶液界面上以质子交换的形式被分离为氢氧分子，氢从阴极溶液界面上直接被排放，氧分子在阳极介面上因高密度电流产生的电子激发而获得能量，并聚合成臭氧。
因此，一种简易、高效，用于低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂的出现就很有必要了。
发明内容
本发明针对现有技术的缺点，提出一种低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂及其制备方法，将阴、阳极催化剂应用于低压电解式臭氧发生器中，电解纯水生成臭氧，其中臭氧浓度达到了20%重量比(280mg/L)；臭氧浓度高稳定性能高。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂配方，所述配方分别为阳极催化剂配方和阴极催化剂配方；
所述阳极催化剂配方包括的组分及其重量份如下：
Figure BDA00002130453700021
所述阴极催化剂配方包括的组分及其重量份如下：
氯铂酸        0.02-3.1
活性炭        0.07-11
异丙醇        2-22。
作为优选的技术方案，所述丁醇为正丁醇。
作为优选的技术方案，所述阳极催化剂配方包括的组分及其重量份如下：
所述阴极催化剂配方包括的组分及其重量份如下：
氯铂酸        1-2
活性炭        3-10
异丙醇        10-15。
一种低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂的制备方法，包括：
（a）阳极催化剂的制备：
将上述重量份的氯化高锡、三氯化锑、盐酸和丁醇进行防钝化处理，之后与硝酸铅、硝酸铜、硝酸和氟化钠混合搅拌，然后进行电解；将电解后的物质烘干研磨擀制成片状即得；
（b）阴极催化剂的制备：
将上述阴极催化剂配方混合搅拌，得混合物；
抽滤所述的混合物；
烘干抽滤后的所述混合物；
擀制烘干后的所述混合物，即得。
作为优选的技术方案，所述电解的条件为：30A-40A的直流电源，在50-100℃的溶锅中进行。
作为优选的技术方案，所述步骤（a）或步骤（b）烘干的温度为50-70℃。
作为优选的技术方案，所述步骤（b）抽滤使用40-100℃的纯净水。
本发明具有的有益效果：
将本发明的阴、阳极催化剂应用于低压电解式臭氧发生器中，电解纯水生成臭氧，其中臭氧浓度达到了20%重量比(280mg/L)，不产生其他物质，如氮氧化物；臭氧浓度高，发生量不受外界影响，稳定性能高；由于产生的臭氧浓度高，因此杀菌彻底。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中的物质均为市售的物质。制备方法中的电解过程也是常规的电解方法，实施例中将详述之。本发明的发明点就在于阴极催化剂和阳极催化剂的配方，并将制得的阴极催化剂和阳极催化剂应用到低压电解式臭氧发生器中，电解纯水生成臭氧，其中臭氧浓度达到了20%重量比(280mg/L)，不产生其他物质，如氮氧化物；臭氧浓度高，发生量不受外界影响，稳定性能高；由于产生的臭氧浓度高，因此杀菌彻底。
实施例1
低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂配方，所述配方分别为阳极催化剂配方和阴极催化剂配方；
其中阳极催化剂配方如下：
Figure BDA00002130453700051
阴极催化剂配方如下：
氯铂酸    0.02g
活性炭    2g
异丙醇    2g。
低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂的制备方法，包括：
（a）阳极催化剂的制备：
将上述阳极催化剂配方混合搅拌均匀，之后采用30A的直流电源，放入100℃的溶锅中进行电解；将电解后的物质在50℃烘干，在将烘干后的物质研磨擀制成片状即得阳极催化剂；
（b）阴极催化剂的制备：
将上述阴极催化剂配方混合搅拌均匀，得混合物；用40℃的纯净水抽滤混合物；在50℃烘干抽滤后的混合物；然后将烘干后的混合物擀制成片状即可。
将上述制得的阳极催化剂和阴极催化剂应用到低压电解式臭氧发生器，电解纯水生成臭氧，其中臭氧浓度超过了20%重量比(280mg/L)，不产生其他物质。
实施例2
低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂配方，其中阳极催化剂配方件表1，对应的阴极催化剂配方见表2。
表1
  组分  配方1   配方2   配方3   配方4   配方5
  硝酸铅   300g   500g   600g   400g   350g
  硝酸铜   10g   20g   7g   42g   15g
  硝酸   10g   5g   17g   12g   1g
  氟化钠   1.2g   1g   0.08g   1.1g   1g
  氯化高锡   2g   2.5g   8g   3g   4g
  三氯化锑   2g   1g   10g   5g   4g
  盐酸   5g   3g   13g   6g   8g
  正丁醇   15g   10g   7g   20g   30g
表2
  组分   配方1   配方2   配方3   配方4   配方5
  氯铂酸   1g   2g   3.1g   0.02g   1.5g
  活性炭   4g   8g   11g   10g   3g
  异丙醇   11g   13g   22g   10g   15g
表1中的配方1与表2中的配方1组成一对电极，依次类推。
配方1催化剂的制备方法同实施例1，不同的是，电解的电流为35A，两步烘干的温度均为70℃，抽滤选用为60℃纯净水。
配方2催化剂的制备方法同实施例1，不同的是，电解的电流为30A，在50℃的溶锅中进行电解，两步烘干的温度均为60℃。
配方3催化剂的制备方法同实施例1，不同的是，电解的电流为30A，在70℃的溶锅中进行电解，步骤（a）烘干的温度为50℃，步骤（b）烘干的温度为60℃；抽滤选用70℃纯净水。
配方4催化剂的制备方法同实施例1。
配方5催化剂的制备方法同实施例1，不同的是，抽滤选用100℃纯净水。
将上述制得的催化剂用于臭氧发生器中，即可电解纯水，产生臭氧，其中臭氧浓度达到了20%重量比(280mg/L)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂配方，所述配方分别为阳极催化剂配方和阴极催化剂配方；其特征在于：
所述阳极催化剂配方包括的组分及其重量份如下：
Figure FDA00002130453600011
所述阴极催化剂配方包括的组分及其重量份如下：
氯铂酸        0.02-3.1
活性炭        0.07-11
异丙醇        2-22。
2.根据权利要求1所述的一种低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂配方，其特征在于，所述丁醇为正丁醇。
3.根据权利要求1-2任一权利要求所述的一种低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂配方，其特征在于，所述阳极催化剂配方包括的组分及其重量份如下：
Figure FDA00002130453600021
4.根据权利要求3所述的一种低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂配方，其特征在于，所述阴极催化剂配方包括的组分及其重量份如下：
氯铂酸        1-2
活性炭        3-10
异丙醇        10-15。
5.一种低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂的制备方法，包括：
（a）阳极催化剂的制备：
将权利要求1中的氯化高锡、三氯化锑、盐酸和丁醇进行防钝化处理，之后与硝酸铅、硝酸铜、硝酸和氟化钠混合搅拌，然后进行电解；将电解后的物质烘干研磨即得；
（b）阴极催化剂的制备：
将权利要求1中的阴极催化剂配方混合搅拌，得混合物；
抽滤所述的混合物；
烘干抽滤后的所述混合物；
擀制烘干后的所述混合物，即得。
6.根据权利要求5所述的一种低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂的制备方法，其特征在于，所述电解的条件为：30A-40A的直流电源，在50-100℃的溶锅中进行。
7.根据权利要求5所述的一种低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（a）或步骤（b）烘干的温度为50-70℃。
8.根据权利要求5所述的一种低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（b）抽滤使用40-100℃的纯净水。
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