CN212770980U - 一种生成no的电解池及包括其的no制备系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种生成NO的电解池及包括其的NO制备系统，所述的电解池包括电解槽，所述的电解槽内注入电解液，所述的电解槽内纵向平行布置有一对极板，分别记为阳极板和阴极板，所述的阳极板和阴极板分别连接外置电源的正极和负极，所述的电解槽底面设置有两排平行的固定组件，所述的固定组件分别固定阳极板和阴极板。本实用新型通过电解池电解产生NO，可以根据使用需求实现NO气体的即时发生，设备占地面积更小，操作更灵活，集成度更高，携带更便捷，使用更安全。
Description
技术领域
本实用新型属于气体生成技术领域，涉及一种生成NO的电解池及包括其的NO制备系统。
背景技术
一氧化氮(NO)是近年来发现的一种具有生物活性的新的细胞信使和效应分子，结构简单，半衰期短，化学性质活泼，广泛存在于生物体内各组织器官中，参与多种生理病理过程。
NO在机体各系统中发挥着至关重要的作用，例如：在神经系统中，血管内皮细胞能经常释放NO，NO通过激活血管平滑肌内可溶性鸟苷酸环化酶(sGC)合成cGMP，使游离的钙离子浓度下降，从而使血管舒张，通过调节血管的张力来调节血压和血流。在消化系统中，NO作为内源性舒血管物质可调节胃、小肠粘膜的血流量，维持粘膜血管的完整性，外源性NO可减轻酒精诱发的出血性胃粘膜损伤。在呼吸系统中，NO是人类气道系统唯一具有扩张性神经作用的非肾上腺能、非胆碱能神经介质。近年认为支气管哮喘是一种炎症，由于炎症造成氧自由基增加，消耗NO，使支气管平滑肌舒张受限，引起气道痉挛而哮喘发作。在免疫系统中，NO是免疫系统对付细菌、病毒、肿瘤细胞等病原体的有效武器。研究表明，当体内内毒素或T细胞激活巨噬细胞和多形核白细胞时，能产生大量的iNOS和O2 -，同时吞噬细胞呼吸爆发产生大量的O2 -，NO与其快速反应生成ONOO-，能杀死多种病原体而保护机体。
目前NO的工艺制备方法主要包括：(1)合成法：将氮与氧混合气体通过电弧，在4000摄氏度直接化合成一氧化氮；(2)催化氧化法：在钯或铂催化剂存在的条件下，氨在氧气或空气中燃烧生产气体一氧化氮，经精制、压缩等工序后，制得一氧化氮产品；(3)热解法：加热分解亚硝酸或亚硝酸盐，获得气体经精制，压缩等工序，即制得一氧化氮产品；(4)酸解法：亚硝酸钠与稀硫酸反应制取粗一氧化氮，再经碱洗、分离、精制、压缩，可制得99.5％的纯一氧化氮。
CN103255431B公开了一种间接电解制备N2O3或NO2与NO的混合气体的方法，所述方法包括如下步骤：(1)在电解槽反应器中加入铜粉末和质量浓度在30％以上的浓硝酸，充分反应生成NO2气体和硝酸铜；(2)将步骤(1)生成的部分NO2气体用5wt-15wt％硝酸溶液吸收，反应生成NO气体；将步骤(1)生成的未被吸收的NO2气体与反应生成的NO气体按照摩尔比1:1混合，经冷冻加压生成液态的N2O3；或室温加压成NO2与NO体积比为1:1的混合气体；(3)将步骤(1)反应获得的含Cu(NO3)2和HNO3的反应母液留在电解槽反应器中作为电解液，解沉积得到铜；然后切断电源，补充发烟硝酸到反应母液中直至硝酸浓度在30％以上，进行步骤(1)所述反应。
CN206731078U公开了一种用于生产实验室级别的NO气体发生器，包括反应釜本体和水浴冷却管；反应釜本体为一个密封玻璃容器，在容器上方设有硫酸液体入口、亚硝酸钠液体入口以及一个连接水浴冷却管的接口；水浴冷却管设有气体输出管路，在气体输出管路的外壁设有冷却管，冷却管上设有冷却水的入口和出口；反应釜内通入硫酸和硝酸钠溶液制得NO气体，通过水浴冷却管内的气体输出管路输出。通过连续添加反应溶液，配合使用柔性缓冲气囊，可以实现NO的连续制备，避免NO在存储过程中易变质不易存储的弊端。
但目前的NO发生器体积较大，操作繁琐，因此亟需设计一种新型的NO发生器。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种生成NO的电解池及包括其的NO制备系统。本实用新型通过电解池电解产生NO，可以根据使用需求实现NO气体的即时发生，设备占地面积更小，操作更灵活，集成度更高，携带更便捷，使用更安全。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
第一方面，本实用新型提供了一种生成NO的电解池，所述的电解池包括电解槽，所述的电解槽内注入电解液，所述的电解槽内纵向平行布置有一对极板，分别记为阳极板和阴极板，所述的阳极板和阴极板分别连接外置电源的正极和负极，所述的电解槽底面设置有两排平行的固定组件，所述的固定组件分别固定阳极板和阴极板
本实用新型通过电解池电解产生NO，可以根据使用需求实现NO气体的即时发生，设备占地面积更小，操作更灵活，集成度更高，携带更便捷，使用更安全。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的电解槽顶部开设有进水口和出水口。
所述的进水口和出水口位于阳极板和阴极板之间区域的电解槽顶部。
所述的进水口与出水口的连线与极板平行。
所述的进水口与出水口的连线靠近阴极板。
所述的进水口与出水口的连线与阴极板之间的水平距离为1～4cm，例如可以是1.0cm、1.2cm、1.4cm、1.6cm、1.8cm、2.0cm、2.2cm、2.4cm、2.6cm、2.8cm、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8或4.0cm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
所述的阳极板和阴极板之间的水平距离为5～8cm，例如可以是5.0cm、5.5cm、6.0cm、6.5cm、7.0cm、7.5cm或8.0cm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本实用新型一种优选的技术方案，通过所述的进水口向电解槽内伸入进水管，通过所述的出水口向电解槽内伸入出水管。
所述的进水管的出口端位于电解液的液面上方，所述的出水管的出口端位于电解液的液面以下。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的电解槽靠近电极一端的侧壁上设置有两个接口模块，通过所述的接口模块分别连接阳极板和外置电源的正极，以及阴极板和外置电源的负极。
所述的接口模块为密封嵌入电解槽侧壁上的圆柱形金属块。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的阳极板和阴极板由至少一片电极片组成。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的阳极板和阴极板由至少两片紧密贴合的电极片组成。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的电极片为网状结构。
所述的电极片的目数为50～300目，例如可以是50目、100目、150目、200目、250目或300目，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
所述的电极片的长度为10～15cm，例如可以是10cm、11cm、12cm、13cm、14cm或15cm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
所述的电极片的宽度为4～7cm，例如可以是4.0cm、4.5cm、5.0cm、5.5cm、6.0cm、6.5cm或7.0cm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
所述的电极片的长宽比为(2～3):1，例如可以是2:1、2.1:1、2.2:1、2.3:1、2.4:1、2.5:1、2.6:1、2.7:1、2.8:1、2.9:1或3:1，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的固定组件包括三个等距且共线布置的固定卡件。
所述的固定卡件包括两片合拢的固定片，两固定片合拢后夹紧固定极板。
第二方面，本实用新型提供了一种NO制备系统，所述的NO制备系统包括循环连接的电解池和气液分离装置，所述的电解池为第一方面所述的电解池。
作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的气液分离装置包括柱状壳体以及沿其轴向水平设置于壳体内部的管状膜组件，所述的壳体内周面与膜组件外周面之间形成环形柱状气体容置腔；电解池产生的NO随电解液进入膜组件，NO气体穿过膜组件进入气体容置腔，电解液回流至电解池。
所述的壳体上开设有与气体容置腔相通的进气口和出气口，所述的进气口外接载气源，所述的载气源用于向气体容置腔内输送载气驱动NO气体由出气口排出。
所述的膜组件的出液口通过进水管连接电解池的进水口，所述的膜组件的进液口通过出水管连接电解池的出水口。
所述的出水管上设置有液泵，滤除了NO气体的电解液经液泵回流至电解池中。
所述系统是指设备系统、装置系统或生产装置。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
(1)本实用新型通过电解池电解产生NO，可以根据使用需求实现NO气体的即时发生，设备占地面积更小，操作更灵活，集成度更高，携带更便捷，使用更安全。
(2)本实用新型通过设置气液分离装置将NO气体从电解液中分离出来，实现了NO气体的高效分离，产生的NO纯度更高，副产物NO2的含量低。
附图说明
图1为本实用新型一个具体实施方式提供的NO制备系统的结构示意图；
图2为本实用新型一个具体实施方式提供的电解池的侧视图；
其中，1-电解池；11-电解槽；12-阴极板；13-阳极板；14-固定组件；15-进水口；16-出水口；17-电源；18-出水管；19-进水管；2-气液分离装置；21-壳体；22-膜组件；23-气体容置腔；3-载气源；4-液泵。
图3为实施例4提供的进出水口位置对NO浓度影响的变化趋势图；
图4为实施例5提供的电极板层数对NO浓度影响的变化趋势图。
具体实施方式
需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种生成NO的电解池1，所述的电解池1如图1和图2所示，包括电解槽11，电解槽11内注入电解液，电解槽11内纵向平行布置有一对极板，分别记为阳极板13和阴极板12，阳极板13和阴极板12分别连接外置电源17的正极和负极，电解槽11底面设置有两排平行的固定组件14，固定组件14分别固定阳极板13和阴极板12。
电解槽11顶部开设有进水口15和出水口16，进水口15和出水口16位于阳极板13和阴极板12之间区域的电解槽顶部，进水口15与出水口16的连线靠近阴极板12并与阴极板12平行。通过进水口15向电解槽11内伸入进水管19，通过出水口16向电解槽内伸入出水管18，进水管19的出口端位于电解液的液面上方，出水管18的出口端位于电解液的液面以下。具体可选地，进水口15与出水口16的连线与阴极板12之间的水平距离为1～4cm，阳极板13和阴极板12之间的水平距离为5～8cm。
电解槽11靠近电极一端的侧壁上设置有第一接口模块和第二接口模块，第一接口模块电性连通阳极板13和外置电源17的正极，第二模块电性连通阴极板12和外置电源17的负极。第一接口模块和第二接口模块为密封嵌入电解槽11侧壁上的圆柱形金属块。
阳极板13和阴极板12由至少一片电极片组成，更进一步地，阳极板13和阴极板12由至少两片紧密贴合的电极片组成。组成阳极板13的电极片数量与组成阴极板12的电极片数量相同或不同。电极片为网状结构，电极片的目数可选为50～300目，电极片的材料选自金、铂、碳或不锈钢，组成阳极板13的电极片材料与组成阴极板12的电极片材料相同或不同。电极片的长度可选为10～15cm，电极片的宽度可选为4～7cm，电极片的长宽比为(2～3):1。
固定组件14包括至少两个固定卡件，固定组件14固定于电解槽11底部。固定组件14包括三个等距且共线布置的固定卡件。固定卡件包括两片合拢的固定片，两固定片合拢后夹紧固定极板。
在另一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种NO制备系统，所述的NO制备系统如图1所示，包括循环连接的电解池1和气液分离装置2。
气液分离装置2包括柱状壳体21以及沿其轴向水平设置于壳体21内部的管状膜组件22，壳体21内周面与膜组件22外周面之间形成环形柱状气体容置腔23，电解池1产生的NO随电解液进入膜组件22，NO气体穿过膜组件22进入气体容置腔23，电解液回流至电解池1。壳体21上开设有与气体容置腔23相通的进气口和出气口，进气口外接载气源3，载气源3用于向气体容置腔23内输送载气驱动NO气体由出气口排出。膜组件22的出液口与电解池1的回流口之间的连接管路上设置有液泵4，滤除了NO气体的电解液经液泵4回流至电解池1中。
在另一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种采用上述NO制备系统制备系统制备NO的方法，所述的方法包括：
(1)对阳极板13和阴极板12施加10～300mA的电流，10～30℃的电解液在电流的作用下电解产生NO气体；电解液包括0.01～3mol/L的缓冲液、0.01～5mol/L的亚硝酸盐和1～7mmol/L的铜基催化剂；其中，缓冲液包括4-羟乙基哌嗪乙硫磺酸缓冲液、3-吗啉丙磺酸缓冲液、磷酸盐缓冲液或有机缓冲液；铜基催化剂选自三(2-吡啶基甲基)胺合铜(Ⅱ)、1，4，7-三氮杂环壬烷合铜(Ⅱ)、1，4，7-三甲基-1，4，7-三氮杂环壬烷合铜(Ⅱ)、三(2-氨基乙基)胺合铜(Ⅱ)、三(2-二甲氨基乙基)胺合铜(Ⅱ)或二(2-氨甲基吡啶)-丙酸合铜(Ⅱ)中的一种或至少两种的组合；
(2)电解池1产生的NO气体随电解液循环进入气液分离装置2，NO气体穿过膜组件22进入气体容置腔23暂存；
(3)载气源3以0.5～1.5L/min的流量向气体容置腔23内通入空气，NO气体在载气的驱动下排出气液分离装置2，NO与载气形成的混合气以0.5～1.5L/min的流量排出气液分离装置2，混合气中NO的浓度为0～320ppm；
(4)电解液被膜组件22截留后经液泵4回流至电解液中循环利用，电解液的循环量为0.8～1.4L/min。
实施例1
本实施例提供了一种NO制备系统，所述的NO制备系统如图1所示，包括循环连接的电解池1和气液分离装置2。
其中，电解池1如图1和图2所示，包括电解槽11，电解槽11内注入电解液，电解槽11内纵向平行布置有一对极板，分别记为阳极板13和阴极板12，阳极板13和阴极板12分别连接外置电源17的正极和负极，电解槽11底面设置有两排平行的固定组件14，固定组件14分别固定阳极板13和阴极板12。
电解槽11顶部开设有进水口15和出水口16，进水口15与出水口16的连线靠近阴极板12并与阴极板12平行。通过进水口15向电解槽11内伸入进水管19，通过出水口16向电解槽内伸入出水管18，进水管19的出口端位于电解液的液面上方，出水管18的出口端位于电解液的液面以下。进水口15与和出水口16的连线与阴极板12之间的水平距离为1cm，阳极板13和阴极板12之间的水平距离为5cm。
电解槽11靠近电极一端的侧壁上设置有第一接口模块和第二接口模块，第一接口模块电性连通阳极板13和外置电源17的正极，第二模块电性连通阴极板12和外置电源17的负极。第一接口模块和第二接口模块为密封嵌入电解槽11侧壁上的圆柱形金属块。
阳极板13和阴极板12由两片紧密贴合的电极片组成。电极片为50目的网状结构，组成阳极板13的电极片材料与组成阴极板12的电极片材料均为金。电极片的长度为10cm，电极片的宽度为4cm。
固定组件14包括三个等距且共线布置的固定卡件。固定卡件包括两片合拢的固定片，两固定片合拢后夹紧固定极板。
气液分离装置2包括柱状壳体21以及沿其轴向水平设置于壳体21内部的管状膜组件22，壳体21内周面与膜组件22外周面之间形成环形柱状气体容置腔23，电解池1产生的NO随电解液进入膜组件22，NO气体穿过膜组件22进入气体容置腔23，电解液回流至电解池1。壳体21上开设有与气体容置腔23相通的进气口和出气口，进气口外接载气源3，载气源3用于向气体容置腔23内输送载气驱动NO气体由出气口排出。膜组件22的出液口通过进水管19连接电解池1的进水口15，膜组件22的进液口通过出水管18连接电解池1的出水口16。出水管18上设置有液泵4，滤除了NO气体的电解液经液泵回流至电解池中。
本实施例还提供了一种采用上述NO制备系统制备系统制备NO的方法，所述的方法包括：
(1)对阳极板13和阴极板12施加10mA的电流，10℃的电解液在电流的作用下电解产生NO气体；电解液包括0.01mol/L的缓冲液、0.01mol/L的亚硝酸盐和1mmol/L的铜基催化剂；其中，缓冲液为4-羟乙基哌嗪乙硫磺酸缓冲液，铜基催化剂为三(2-吡啶基甲基)胺合铜(Ⅱ)；
(2)电解池1产生的NO气体随电解液循环进入气液分离装置2，NO气体穿过膜组件22进入气体容置腔23暂存；
(3)载气源3以0.5L/min的流量向气体容置腔23内通入空气，NO气体在载气的驱动下排出气液分离装置2，NO与载气形成的混合气以0.5L/min的流量排出气液分离装置2，混合气中NO的浓度为12ppm；
(4)电解液被膜组件22截留后经液泵4回流至电解液中循环利用，电解液的循环量为0.8L/min。
实施例2
本实施例提供了一种NO制备系统，所述的NO制备系统如图1所示，包括循环连接的电解池1和气液分离装置2。
其中，电解池1如图1和图2所示，包括电解槽11，电解槽11内注入电解液，电解槽11内纵向平行布置有一对极板，分别记为阳极板13和阴极板12，阳极板13和阴极板12分别连接外置电源17的正极和负极，电解槽11底面设置有两排平行的固定组件14，固定组件14分别固定阳极板13和阴极板12。
电解槽11顶部开设有进水口15和出水口16，进水口15和出水口16位于阳极板13和阴极板12之间区域的电解槽顶部，进水口15与出水口16的连线靠近阴极板12并与阴极板12平行。通过进水口15向电解槽11内伸入进水管19，通过出水口16向电解槽内伸入出水管18，进水管19的出口端位于电解液的液面上方，出水管18的出口端位于电解液的液面以下。进水口15与出水口16的连线与阴极板12之间的水平距离为2cm，阳极板13和阴极板12之间的水平距离为6cm。
电解槽11靠近电极一端的侧壁上设置有第一接口模块和第二接口模块，第一接口模块电性连通阳极板13和外置电源17的正极，第二模块电性连通阴极板12和外置电源17的负极。第一接口模块和第二接口模块为密封嵌入电解槽11侧壁上的圆柱形金属块。
阳极板13和阴极板12由六片紧密贴合的电极片组成。电极片为150目的网状结构，组成阳极板13的电极片材料与组成阴极板12的电极片材料均为铂。电极片的长度为12cm，电极片的宽度为5cm。
固定组件14包括三个等距且共线布置的固定卡件。固定卡件包括两片合拢的固定片，两固定片合拢后夹紧固定极板。
气液分离装置2包括柱状壳体21以及沿其轴向水平设置于壳体21内部的管状膜组件22，壳体21内周面与膜组件22外周面之间形成环形柱状气体容置腔23，电解池1产生的NO随电解液进入膜组件22，NO气体穿过膜组件22进入气体容置腔23，电解液回流至电解池1。壳体21上开设有与气体容置腔23相通的进气口和出气口，进气口外接载气源3，载气源3用于向气体容置腔23内输送载气驱动NO气体由出气口排出。膜组件22的出液口通过进水管19连接电解池1的进水口15，膜组件22的进液口通过出水管18连接电解池1的出水口16。出水管18上设置有液泵4，滤除了NO气体的电解液经液泵回流至电解池中。
本实施例还提供了一种采用上述NO制备系统制备系统制备NO的方法，所述的方法包括：
(1)对阳极板13和阴极板12施加200mA的电流，20℃的电解液在电流的作用下电解产生NO气体；电解液包括2mol/L的缓冲液、3mol/L的亚硝酸盐和4mmol/L的铜基催化剂；其中，缓冲液为3-吗啉丙磺酸缓冲液；铜基催化剂为1，4，7-三氮杂环壬烷合铜(Ⅱ)；
(2)电解池1产生的NO气体随电解液循环进入气液分离装置2，NO气体穿过膜组件22进入气体容置腔23暂存；
(3)载气源3以1L/min的流量向气体容置腔23内通入空气，NO气体在载气的驱动下排出气液分离装置2，NO与载气形成的混合气以1L/min的流量排出气液分离装置2，混合气中NO的浓度为150ppm；
(4)电解液被膜组件22截留后经液泵4回流至电解液中循环利用，电解液的循环量为1.1L/min。
实施例3
本实施例提供了一种NO制备系统，所述的NO制备系统如图1所示，包括循环连接的电解池1和气液分离装置2。
其中，电解池1如图1和图2所示，包括电解槽11，电解槽11内注入电解液，电解槽11内纵向平行布置有一对极板，分别记为阳极板13和阴极板12，阳极板13和阴极板12分别连接外置电源17的正极和负极，电解槽11底面设置有两排平行的固定组件14，固定组件14分别固定阳极板13和阴极板12。
电解槽11顶部开设有进水口15和出水口16，进水口15和出水口16位于阳极板13和阴极板12之间区域的电解槽顶部，进水口15与出水口16的连线靠近阴极板12并与阴极板12平行。通过进水口15向电解槽11内伸入进水管19，通过出水口16向电解槽内伸入出水管18，进水管19的出口端位于电解液的液面上方，出水管18的出口端位于电解液的液面以下。具体可选地，进水口15与出水口16的连线与阴极板12之间的水平距离为4cm，阳极板13和阴极板12之间的水平距离为8cm。
电解槽11靠近电极一端的侧壁上设置有第一接口模块和第二接口模块，第一接口模块电性连通阳极板13和外置电源17的正极，第二模块电性连通阴极板12和外置电源17的负极。第一接口模块和第二接口模块为密封嵌入电解槽11侧壁上的圆柱形金属块。
阳极板13和阴极板12由12片紧密贴合的电极片组成。电极片为300目的网状结构，组成阳极板13的电极片材料与组成阴极板12的电极片材料均为碳材料。电极片的长度为15cm，电极片的宽度为7cm。
固定组件14包括两个固定卡件，固定组件14固定于电解槽11底部。固定组件14包括三个等距且共线布置的固定卡件。固定卡件包括两片合拢的固定片，两固定片合拢后夹紧固定极板。
气液分离装置2包括柱状壳体21以及沿其轴向水平设置于壳体21内部的管状膜组件22，壳体21内周面与膜组件22外周面之间形成环形柱状气体容置腔23，电解池1产生的NO随电解液进入膜组件22，NO气体穿过膜组件22进入气体容置腔23，电解液回流至电解池1。壳体21上开设有与气体容置腔23相通的进气口和出气口，进气口外接载气源3，载气源3用于向气体容置腔23内输送载气驱动NO气体由出气口排出。膜组件22的出液口通过进水管19连接电解池1的进水口15，膜组件22的进液口通过出水管18连接电解池1的出水口16。出水管18上设置有液泵4，滤除了NO气体的电解液经液泵回流至电解池中。
本实施例还提供了一种采用上述NO制备系统制备系统制备NO的方法，所述的方法包括：
(1)对阳极板13和阴极板12施加300mA的电流，30℃的电解液在电流的作用下电解产生NO气体；电解液包括3mol/L的缓冲液、5mol/L的亚硝酸盐和7mmol/L的铜基催化剂；其中，缓冲液为磷酸盐缓冲液；铜基催化剂为1，4，7-三甲基-1；
(2)电解池1产生的NO气体随电解液循环进入气液分离装置2，NO气体穿过膜组件22进入气体容置腔23暂存；
(3)载气源3以1.5L/min的流量向气体容置腔23内通入空气，NO气体在载气的驱动下排出气液分离装置2，NO与载气形成的混合气以1.5L/min的流量排出气液分离装置2，混合气中NO的浓度为120ppm；
(4)电解液被膜组件22截留后经液泵4回流至电解液中循环利用，电解液的循环量为1.4L/min。
实施例4
本实施例提供了一种测试实验，目的在于探究进出水口15/16位置对NO浓度的影响，需要说明的是本实施例所指的进出水口15/16位置是指进水口15和出水口16的连线与阴极板12之间的水平距离。
本测试的实验条件如下：
(1)结构参数：阳极板13和阴极板12之间的水平距离为7cm。阳极板13与阴极板12均由16层紧密贴合的网状结构不锈钢电极片组成，电极片的目数为300目。电极片的长度为12.5cm，电极片的宽度为5cm。
(2)电化学参数：对阳极板13和阴极板12施加200mA的电流；
(3)工艺参数：电解液温度为室温，载气以1L/min的流量通入气体容置腔23，电解液的循环量为0.8L/min，混合气的流速为1L/min，混合气和空气按照体积比1:4混合后形成治疗气体。
本测试的变量为进出水口15/16与电极之间的距离，当距离为1cm时(即进水口15和出水口16的连线与阴极板12之间的水平距离为1cm)，对NO浓度进行连续测试，测试结果如图3所示。当距离为3cm时(即进水口15和出水口16的连线与阴极板12之间的水平距离3cm)，对治疗气体中的NO浓度进行连续测试，测试结果如图3所示。
由图3可以看出，横向对比可以发现，无论距离是1cm还是3cm，随着时间的推移，NO浓度值均较为稳定，但纵向对比可以发现，当距离为3cm时，NO浓度稳定在14.2ppm；当距离为1cm时，NO浓度稳定在16.6ppm；二者之间有2.5ppm左右的差异，即进出水口16与电极的距离越近，产生的NO浓度越高，这主要是由于NO产生于电极表面，进出水口15/16靠近电极表面有助于NO分散于电解液。
实施例5
本实施例提供了一种测试实验，目的在于探究电极板层数对NO浓度的影响，本测试的实验条件如下：
(1)结构参数：进水口15和出水口16的连线与阴极板12之间的水平距离2cm，阳极板13和阴极板12之间的水平距离为5cm。阳极板13与阴极板12均由多层网状结构不锈钢电极片组成(在本实施例中通过改变层数测试NO浓度)，电极片的目数为100目。电极片的长度为12.5cm，电极片的宽度为5cm。
(2)电化学参数：对阳极板13和阴极板12施加200mA的电流；
(3)工艺参数：电解液温度为室温，载气以1L/min的流量通入气体容置腔23，电解液的循环量为0.8L/min，混合气的流速为1L/min，混合气和空气按照体积比1:7混合后形成治疗气体。
本测试的变量为电极板层数，在其他实验条件不变的情况下，分别采用2层、4层和8层的电极板作为阳极板13和阴极板12(每次测试保证阳极板13和阴极板12的层数相同)，连续测试治疗气体中NO浓度，测试结果如图4所示。
由图4可以看出，200mA电流作用下，电极层数越多，NO测得浓度越小，原因在于：由于电极层数多导致富集在电极表面的NO无法随着溶液扩散出来，从而导致测得浓度降低。
申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种生成NO的电解池，其特征在于，所述的电解池包括电解槽，所述的电解槽内注入电解液，所述的电解槽内纵向平行布置有一对极板，分别记为阳极板和阴极板，所述的阳极板和阴极板分别连接外置电源的正极和负极，所述的电解槽底面设置有两排平行的固定组件，所述的固定组件分别固定阳极板和阴极板。
2.根据权利要求1所述的电解池，其特征在于，所述的电解槽顶部开设有进水口和出水口；
所述的进水口和出水口位于阳极板和阴极板之间区域的电解槽顶部；
所述的进水口与出水口的连线与极板平行；
所述的进水口与出水口的连线靠近阴极板；
所述的进水口与出水口的连线与阴极板之间的水平距离为1～4cm；
所述的阳极板和阴极板之间的水平距离为5～8cm。
3.根据权利要求2所述的电解池，其特征在于，通过所述的进水口向电解槽内伸入进水管，通过所述的出水口向电解槽内伸入出水管；
所述的进水管的出口端位于电解液的液面上方，所述的出水管的出口端位于电解液的液面以下。
4.根据权利要求3所述的电解池，其特征在于，所述的电解槽靠近电极一端的侧壁上设置有两个接口模块，通过所述的接口模块分别连接阳极板和外置电源的正极，以及阴极板和外置电源的负极；
所述的接口模块为密封嵌入电解槽侧壁上的圆柱形金属块。
5.根据权利要求4所述的电解池，其特征在于，所述的阳极板和阴极板由至少一片电极片组成。
6.根据权利要求5所述的电解池，其特征在于，所述的阳极板和阴极板由至少两片紧密贴合的电极片组成。
7.根据权利要求6所述的电解池，其特征在于，所述的电极片为网状结构；
所述的电极片的目数为50～300目；
所述的电极片的长度为10～15cm；
所述的电极片的宽度为4～7cm；
所述的电极片的长宽比为(2～3):1。
8.根据权利要求7所述的电解池，其特征在于，所述的固定组件包括三个等距且共线布置的固定卡件；
所述的固定卡件包括两片合拢的固定片，两固定片合拢后夹紧固定极板。
9.一种NO制备系统，其特征在于，所述的NO制备系统包括循环连接的电解池和气液分离装置，所述的电解池为权利要求1-8任一项所述的电解池。
10.根据权利要求9所述的NO制备系统，其特征在于，所述的气液分离装置包括柱状壳体以及沿其轴向水平设置于壳体内部的管状膜组件，所述的壳体内周面与膜组件外周面之间形成环形柱状气体容置腔；电解池产生的NO随电解液进入膜组件，NO气体穿过膜组件进入气体容置腔，电解液回流至电解池；
所述的壳体上开设有与气体容置腔相通的进气口和出气口，所述的进气口外接载气源，所述的载气源用于向气体容置腔内输送载气驱动NO气体由出气口排出；
所述的膜组件的出液口通过进水管连接电解池的进水口，所述的膜组件的进液口通过出水管连接电解池的出水口；
所述的出水管上设置有液泵，滤除了NO气体的电解液经液泵回流至电解池中。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021200103.XU CN212770980U (zh) | 2020-06-24 | 2020-06-24 | 一种生成no的电解池及包括其的no制备系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202021200103.XU CN212770980U (zh) | 2020-06-24 | 2020-06-24 | 一种生成no的电解池及包括其的no制备系统 |
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| CN202021200103.XU Active CN212770980U (zh) | 2020-06-24 | 2020-06-24 | 一种生成no的电解池及包括其的no制备系统 |
Country Status (1)
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- 2020-06-24 CN CN202021200103.XU patent/CN212770980U/zh active Active
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