CN1966778A - 电解式臭氧发生器膜电极组件新结构 - Google Patents

电解式臭氧发生器膜电极组件新结构 Download PDF

Info

Publication number
CN1966778A
CN1966778A CN200610138715.9A CN200610138715A CN1966778A CN 1966778 A CN1966778 A CN 1966778A CN 200610138715 A CN200610138715 A CN 200610138715A CN 1966778 A CN1966778 A CN 1966778A
Authority
CN
China
Prior art keywords
membrane electrode
electrode assembly
ozone generator
plate
type ozone
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.)
Pending
Application number
CN200610138715.9A
Other languages
English (en)
Inventor
倪国年
于晓东
王延辉
眭英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN200610138715.9A priority Critical patent/CN1966778A/zh
Publication of CN1966778A publication Critical patent/CN1966778A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

本发明完全摆脱粘结、涂覆、压制阴阳极催化剂颗粒等过程，提供一种全新理念的电解式臭氧发生器膜电极组件，即采用一定孔径的多孔钛板，对阳极钛板的表面和孔隙内沉积上阳极催化剂，对阴极钛板表面和孔隙内沉积上阴极催化剂，实现了催化、导电、透气、透水功能于一体的设计新思维。用上述两块阴阳极钛板夹紧质子交换膜(杜邦N－117)，即组成本发明的新型膜电极组件。采用本发明的膜电极制作电解式臭氧发生器，其突出的优点是组装简便，工作稳定，产气量大，使用寿命长。

Description

电解式臭氧发生器膜电极组件新结构
技术领域：
本发明涉及用于电解式臭氧发生器的膜电极组件新结构，属于环境保护技术领域。
技术背景
为了利用臭氧的强氧化性杀菌消毒，而且无二次污染的优势，一百多年来发展了各种臭氧发生器。其中，使用固体聚合物电解质膜的电解式臭氧发生器，对于产生高浓度臭氧来说，是非常成功的。目前，国内生产电解式臭氧发生器的常用结构是，固体聚合物电解质膜(亦称质子交换膜)为杜邦N-117，在膜的两侧覆有气体扩散层和阴阳极催化层，经热压组成膜电极组件。膜电极组件是电解式臭氧发生器的“心脏”，对发生器的性能起关键作用。其中，气体扩散层多以碳纸或碳布为基础，而它们又极为脆弱，必须经过特殊处理。经处理后的碳纸或碳布要具备以下特性：1，具有一定的强度和韧性，并经得起水浸泡；2，保持原碳纸或碳布的导电、透水和透气的性能。实际上，前者为憎水性，后者为疏水性，要求二者达到最佳的匹配，这是一件有相当难度的事情。在经过处理的碳纸或碳布的一侧还需涂覆阴阳极催化剂，经烧结后，再与质子交换膜一起热压，组成膜电极组件，组装在发生器中央。
上述可见，对于电极层和催化层的配方、涂刷及制备工艺有严格的要求，稍有偏离就会导致发生器性能“退化”或失效，发生器性能离散性大的原因亦在于此。
再者，热压是制备膜电极组件的必要工序，但如果热压温度和压力过高，会造成膜结构的损伤和性能下降；热压温度和压力不够，则膜电极组件结合不牢，在工作时有部分添加物及催化剂剥离脱落，出气水瓶被黑、褐色沉淀物污染，发生器失效。另外，在制备膜电极组件过程中，部分催化剂被粘结剂包裹，也影响其催化活性。因此，现在市场上的电解式臭氧发生器的工作稳定性和使用寿命依然是人们关注的问题。
发明内容：
本发明针对上述问题，完全摆脱粘结、涂覆、压制阴阳极催化剂颗粒等过程，提供一种全新理念的电解式臭氧发生器膜电极组件，保证该类发生器长期稳定运行。
本发明的内容是：将具有一定孔径的多孔钛板，对阳极多孔钛板的表面和孔隙内沉积上阳极催化剂；对阴极多孔钛板的表面和孔隙内沉积上阴极催化剂。用上述两块钛板夹紧质子交换膜(杜邦N-117膜)，即组成本发明的新型膜电极组件。
本发明所采用的技术方案是：首先将多孔钛板用硫酸-草酸-乙酸水溶液酸蚀，再在盐酸水溶液内进行表面活化，洗净后置于去离子水中待用。
然后，对阳极钛板沉积催化剂β--PbO2，成为多孔阳极板；对阴极钛板沉积催化剂Pt，成为多孔阴极板。将一对阴阳极板与质子交换膜(杜邦N-117)组装夹紧，构成新型膜电极组件。
最后，将新组装的膜电极组件，装入臭氧发生器中，通电激活催化剂，成为可投入使用的电解式臭氧发生器。
新型膜电极组件的电解式臭氧发生器，在通电后，原料水经聚四氟乙烯框体流入多孔阴阳极板到达质子交换膜，发生电解反应，所得的O2+O3和H2，由膜两侧的各自通道引出。
该新型结构膜电极组件的电解式臭氧发生器组装简便，工作稳定，产气量大，使用寿命长。
本发明的有益效果是：对电解式臭氧发生器的关键部件——膜电极组件的结构进行全新理念的变革，完全摆脱粘结、涂覆、压制阴阳极催化剂等过程，提供一种新的电解式臭氧发生器膜电极组件，彻底解决常规膜电极组件的寿命和性能离散性大的问题，保证该类发生器能长期稳定地运行。而且制作简单，组装方便，有利于批量生产。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是新型膜电极组件结构示意图
图中1、质子交换膜，2、多孔阴极板，3、阴极导电座，4、聚四氟乙烯框体，5、密封垫，6、多孔阳极板，7、阳极导电座
具体实施方式：
首先，将具有一定孔径的多孔钛板作预处理，用一定比例的硫酸-草酸-乙酸水溶液在50-60℃，酸蚀15-30分钟，再用1∶1盐酸水溶液在80℃加热20分钟，进行表面活化，洗净后置于去离子水中待用。
然后，将钛板沉积上催化剂β-PbO2 10μm，构成多孔阳极板(6)。将钛板沉积上阴极催化剂Pt 1μm，构成多孔阴极板(2)。沉积催化剂过程中，必须保证沉积不仅在钛板表面，而且在多孔钛板的空隙中充分地进行。沉积好催化剂的多孔钛板，用去离子水冲洗、浸泡、晾干。
最后，与质子交换膜(杜邦N-117膜)(1)组装、夹紧，成为全新结构的电解式臭氧发生器膜电极组件，装入发生器中，加上恒流电源，在100-120分钟内催化剂逐渐激活，达到额定电流电压，工作稳定，即成为可投入使用的电解式臭氧发生器。
本发明完全摆脱了粘结、涂覆、压制催化剂颗粒等过程，提供一种全新的电解式臭氧发生器膜电极组件，膜电极组件内不产生丝毫剥离脱落的现象，使发生器运行可靠，组装极为方便。

Claims (2)

1、本发明提供一种全新理念的用于电解式臭氧发生器的膜电极组件。该组件完全摆脱粘结、涂覆、压制催化剂颗粒等过程，其特征是：采用多孔钛板沉积Pt的多孔阴极板(2)和多孔钛板沉积β-PbO2的多孔阳极板(6)与质子交换膜(杜邦N-117膜)(1)组装、夹紧，组成全新结构的膜电极组件。
2、根据权利要求(1)所述的新型电解式臭氧发生器的膜电极组件，其特征是：提出的对多孔阴极板(2)和多孔阳极板(6)是集催化、导电、透气、透水功能于一体的设计新思维。
CN200610138715.9A 2006-11-13 2006-11-13 电解式臭氧发生器膜电极组件新结构 Pending CN1966778A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200610138715.9A CN1966778A (zh) 2006-11-13 2006-11-13 电解式臭氧发生器膜电极组件新结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200610138715.9A CN1966778A (zh) 2006-11-13 2006-11-13 电解式臭氧发生器膜电极组件新结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1966778A true CN1966778A (zh) 2007-05-23

Family

ID=38075748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200610138715.9A Pending CN1966778A (zh) 2006-11-13 2006-11-13 电解式臭氧发生器膜电极组件新结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1966778A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101698943B (zh) * 2009-02-11 2011-10-12 徐名勇 一种膜电极电解臭氧发生器
CN102803150A (zh) * 2010-05-17 2012-11-28 离子贩社有限公司 离子水机
CN102803151A (zh) * 2010-05-17 2012-11-28 离子贩社有限公司 离子水制造装置
CN103764990A (zh) * 2011-09-02 2014-04-30 唐纳德·沃德·欧文斯 用于内燃机的按需产生氢气的氢气补充系统
CN104726891A (zh) * 2015-03-16 2015-06-24 中国科学院广州能源研究所 一种具有内部消氢功能的质子交换膜水电解器及其制作方法
CN108411330A (zh) * 2018-02-11 2018-08-17 中氧科技（广州）有限公司 一种用于电解臭氧发生器的膜电极组件及其制备方法
CN108796544A (zh) * 2018-05-04 2018-11-13 四川大学 一种电化学矿化co2制备碳酸镁的装置及其方法
CN108914151A (zh) * 2018-05-30 2018-11-30 中氧科技（广州）有限公司 一种掺杂稀土氧化物和石墨烯的膜电极的制备方法
CN109013231A (zh) * 2018-05-24 2018-12-18 北京航空航天大学 在静电式室外新风或室内空气净化的集尘极板上涂覆臭氧催化分解材料的方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101698943B (zh) * 2009-02-11 2011-10-12 徐名勇 一种膜电极电解臭氧发生器
CN102803150A (zh) * 2010-05-17 2012-11-28 离子贩社有限公司 离子水机
CN102803151A (zh) * 2010-05-17 2012-11-28 离子贩社有限公司 离子水制造装置
CN102803151B (zh) * 2010-05-17 2014-05-14 离子贩社有限公司 离子水制造装置
CN102803150B (zh) * 2010-05-17 2014-05-14 离子贩社有限公司 离子水机
CN103764990A (zh) * 2011-09-02 2014-04-30 唐纳德·沃德·欧文斯 用于内燃机的按需产生氢气的氢气补充系统
CN103764989A (zh) * 2011-09-02 2014-04-30 唐纳德·沃德·欧文斯 用于内燃机的按需产生氢气的氢气补充系统
CN104726891A (zh) * 2015-03-16 2015-06-24 中国科学院广州能源研究所 一种具有内部消氢功能的质子交换膜水电解器及其制作方法
CN108411330A (zh) * 2018-02-11 2018-08-17 中氧科技（广州）有限公司 一种用于电解臭氧发生器的膜电极组件及其制备方法
CN108796544A (zh) * 2018-05-04 2018-11-13 四川大学 一种电化学矿化co2制备碳酸镁的装置及其方法
CN109013231A (zh) * 2018-05-24 2018-12-18 北京航空航天大学 在静电式室外新风或室内空气净化的集尘极板上涂覆臭氧催化分解材料的方法
CN108914151A (zh) * 2018-05-30 2018-11-30 中氧科技（广州）有限公司 一种掺杂稀土氧化物和石墨烯的膜电极的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Vincent et al. Low cost hydrogen production by anion exchange membrane electrolysis: A review
CN1966778A (zh) 电解式臭氧发生器膜电极组件新结构
CN101463487B (zh) 用于电解水的质子交换膜电极制备方法
CN101702440B (zh) 无金属催化剂的单室微生物燃料电池
CN106006860A (zh) 一种太阳能供电的高盐有机废水处理装置
KR101326120B1 (ko) 전기분해모듈 및 이를 포함하는 산소 발생기
WO2019169785A1 (zh) 一种阴极催化膜耦合无膜微生物燃料电池用于焦化废水处理系统
CN1244050A (zh) 高分子电解质膜、电化学装置和高分子电解质膜的制造方法
CN104759272B (zh) 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
JP6758628B2 (ja) 有機ハイドライド製造装置及び有機ハイドライドの製造方法
CN108611655B (zh) 一种电极单元及其组成的电极
CN107881528A (zh) 一种电解池用膜电极的制备及膜电极和应用
KR100908780B1 (ko) 수전해용 막 전극 접합체 및 그 제조 방법
CN111139497B (zh) 一种固体聚合物电解质电解槽用膜电极组件及制备方法
CN107887625A (zh) 固体电解质电解用膜电极的热压组装方法及膜电极和应用
CN113061926A (zh) 一种用于pem水电解池的亚氧化钛阳极扩散层及其制备方法与应用
KR20090091503A (ko) 전기분해모듈 및 이를 포함하는 산소 발생기
WO2005057698A1 (ja) 燃料電池
CN107086316A (zh) 一种车载燃料电池用叠层结构膜电极及其制备方法
CN201024215Y (zh) 电解式臭氧发生器膜电极组件
JP4868394B2 (ja) ガス拡散電極とその製造方法、及び当該ガス拡散電極を用いる燃料電池及び食塩電解セル
CN109440124B (zh) 一种电解水用膜电极的制备方法
JP2004300451A (ja) ガス拡散電極、その製造方法、及び電解方法
CN1230384C (zh) 光电催化有机水处理氧电极的制备方法
JP2008293698A (ja) ガス拡散電極とその製造方法、及び当該ガス拡散電極を用いる燃料電池及び食塩電解セル

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication