CN2229460Y - 固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器 - Google Patents

固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器 Download PDF

Info

Publication number
CN2229460Y
CN2229460Y CN 93246255 CN93246255U CN2229460Y CN 2229460 Y CN2229460 Y CN 2229460Y CN 93246255 CN93246255 CN 93246255 CN 93246255 U CN93246255 U CN 93246255U CN 2229460 Y CN2229460 Y CN 2229460Y
Authority
CN
China
Prior art keywords
cathode
anode
composite electrode
membrane composite
solid polymer
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 - Lifetime
Application number
CN 93246255
Other languages
English (en)
Inventor
周元全
吴秉亮
高荣
张红
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.)
Wuhan University WHU
Original Assignee
Wuhan University WHU
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 Wuhan University WHU filed Critical Wuhan University WHU
Priority to CN 93246255 priority Critical patent/CN2229460Y/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN2229460Y publication Critical patent/CN2229460Y/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

本实用新型是由膜复合电极、阴阳极多孔集流板、阴阳极水槽、阴阳极气体出口、阴阳极水槽水连通器组成。其膜复合电极为三层结构，它位于发生器中间，其中间为固体聚合物电解质膜，膜两侧分别为阴阳极多孔催化层，阴阳极水槽，水槽内盛有不含电解质的纯水。阳极臭氧析出电流效率可达16～20％。 本装置具有设计独特、结构紧凑、体积小、重量轻、造价低、臭氧浓度高、无液体电解质、无噪声、无氮氧化物，应用广泛。

Description

固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器
本实用新型公开了一种固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生，属于电化学技术领域。
在本实用新型之前，已采用电解法制备臭氧的专利装置均属于常规电解槽的形式，如我们获准的中国专利ZL87202205.6；ZL92229584.0；ZL92244960.0所描述的发生器均采用阴极、阳极、电解液、电解槽体构成，其阴、阳两电极在电解槽内部的两侧，两电极之间保持一定体积的电解质溶液。在电解工作时由于温度升高和气体的析出，不同程度地造成电解质及水的损失，电解液浓度波动较大、因而工作稳定性较差，需要定期补充电解液和水。另外，电解液泄露会引起设备漏电，因此，对电解槽的密封要求十分严格。此外，电极材料，特别是产生臭氧的阳极在电解液中不可避免地会受到化学和电化学的腐蚀，因而长期工作时阳极的稳定性差。如专利ZL92229584.0中所涉及的阳极材料腐蚀量可达50克/10000安时。上述专利中所涉及的阳极材料在正常工作时其使用的电流密度均较低，一般在0.2～0.3A/cm2，因而就相同臭氧产量的发生器而言，其自身体积较大，相应的造价也高。如ZL92244960.0专利中臭氧发生量为1克/小时的发生器体积约为10000立方厘米，相应的造价约为600元。再者，上述的电解臭氧发生器其阳极产生臭氧的电流效率较低一般在6～10％。
本实用新型的目的在于：克服上述已有电解法臭氧发生器的不足，提供一种固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器。该发生器不需要液体电解液，只需要补充产生臭氧所耗的水即可在1.0～2.5A/cm2的高电流密度区工作。其臭氧析出的阳极电流效率高达16～20％。
实现本实用新型的目的所采取的技术措施是：本实用新型的固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器由膜复合电极、阴阳极多孔集流板、阴阳极水槽、阴阳极气体出口、阴阳极水槽水连通器组成。其技术特征在于所述的膜复合电极为三层结构，中间为固体聚合物电解质膜(阳离子交换膜)，在阳极/膜反应界面产生的质子(H+)通过此膜迁移到阴极/膜反应界面，在中间两侧分别为阴阳极多孔催化层，其中阴极多孔催化层由金属铂(Pt)碳(C)组成；阳极多孔催化层由金属铅(Pb)或铅的氧化物组成。阴阳极水槽内盛有不含电解质的纯水。阴阳电极电化学反应式为：
阴极反应式： 阳极反应式：
阴阳极多孔集流板由多孔金属钛(Ti)组成，两电极/膜反应界面上产生的气体则分别穿过多孔集流板逸出水面，阳极反应所消耗的水(H2O)则也通过多孔集流板进入阳极/膜反应界面。阴阳极水槽由耐臭氧腐蚀的金属，如不锈钢或经过处理的其它金属(长期连续工作时兼作散热器)，也可用塑料如ABS塑料组成(短时间间隙工作时)。该水槽作为产生臭氧所需水的容器，阴阳极水连通器其作用是使两极水槽内水位保持平衡。
在实验室运行和检测，可在1.0～2.5A/cm2的电流密度范围工作，其膜复合电极的面积，可根据臭氧产量自由选择。阴阳极水槽内的水为不含电解质的纯水，工作温度为20～30℃，其阳极析臭氧电流效率为16～20％，即臭氧占阳极气体总重量的19.4～23.1％，在发生器高电流密度运行1000小时后经采样分析检测，阴阳极水槽水中无催化层腐蚀产物，且阳极极臭氧电流效率无明显衰减。
附图说明：
图1，本实用新型结构示意图，其中1—阴极水槽，2—氢气出口，3、5—分别为阴阳极多孔集流板，4—膜复合电极，6—臭氧出气口，7—阳极水槽，8—阴阳极水槽连通器，9—固定螺丝孔。
图2，为图1中4膜复合电极的结构示意图。其中10—阴极多孔催化层，11—固体聚合物电解质膜，12—阳极多孔催化层。
以下结合附图说明本实用新型的一个实施例。
本实用新型的结构参见图1和图2。膜复合电极(4)位于发生器中间，其一侧依次为阴极多孔集流板(3)、阴极水槽(1)；其另一侧依次为阳极多孔集流板(5)、阳极水槽(7)；膜复合电极和两侧多孔集流板通过固定螺丝孔(9)紧固，阴阳极气体出口(2)、(6)分别在阴阳极水槽上方。阴阳极水连通器(8)安置在阴阳极水槽的下底部；阳离子交换膜(11)，阴极多孔催化层(10)，由铂、碳材质组成，阳极多孔催化层(12)，由多孔铅氧化物组成。阴阳极多孔集流板(5)，由金属钛组成。阴阳极水槽(1，7)，由不锈钢组成。本发生器的固体聚合物电解质膜复合电极工作面积为4cm2；工作电流密度为2.0A/cm2；总工作电流为8A；工作温度为20～30℃，在此工作条件下，阳极析臭氧电流效率为16％，已运行1000小时其电流效率无明显衰减。
本实施例由于使用电流密度大、阳极析臭氧电流效率高、无液体电解质，因而使产生相同臭氧量的发生器的价格由原来的600元降至300元左右；其体积和重量也仅为原来发生器的三分之一，因此本实用新型更具有商品化生产前景。
本实用新型可广泛用于环境保护、食品卫生、医疗卫生、水处理、果蔬保鲜以及科学研究等部门。

Claims (4)

1.一种固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器，其特征在于：它由膜复合电极、阴阳极多孔集流板、阴阳极水槽、阴阳极气体出口、阴阳极水槽水连通器组成；膜复合电极(4)位于发生器中间，其一侧依次为阴极多孔集流板(3)、阴极水槽(1)；其另一侧依次为阳极多孔集流板(5)、阳极水槽(7)；膜复合电极和两侧多孔集流板通过固定螺丝孔(9)紧固，阴阳极气体出口(2)、(6)分别在阴阳极水槽上方；阴阳极水连通器(8)安置在阴阳极水槽的下底部。
2.按权利要求1所述的固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器，其特征在于：膜复合电极为三层结构，中间为固体聚合物电解质膜，其两侧分别为阴阳极多孔催化层；固体聚合物电解质膜为阳离子交换膜，阴极多孔催化层由铂、碳组成，阳极多孔催化层为铅或铅氧化物组成；
3.按权利要求1所述的固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器，其特征在于：阴阳极多孔集流板为金属钛组成；
4.按权利要求1所述的固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器，其特征在于：阴阳极水槽内盛有不含电解质的纯水。
CN 93246255 1993-11-24 1993-11-24 固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器 Expired - Lifetime CN2229460Y (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 93246255 CN2229460Y (zh) 1993-11-24 1993-11-24 固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 93246255 CN2229460Y (zh) 1993-11-24 1993-11-24 固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN2229460Y true CN2229460Y (zh) 1996-06-19

Family

ID=33818996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 93246255 Expired - Lifetime CN2229460Y (zh) 1993-11-24 1993-11-24 固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN2229460Y (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998040535A1 (fr) * 1997-03-07 1998-09-17 Wuhan University Generateur electrolytique d'ozone et procede de fabrication de ce dernier
WO2007009311A1 (fr) * 2005-07-20 2007-01-25 Yantai United Ozonetec Corporation Structure d’anode pour un générateur d’ozone de type électrolyse
CN102899685A (zh) * 2012-09-12 2013-01-30 金华市广源环保科技有限公司 低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂及其制备方法
CN106715760A (zh) * 2014-09-08 2017-05-24 3M创新有限公司 用于二氧化碳电解槽的离子聚合物膜
CN110484927A (zh) * 2019-09-11 2019-11-22 武汉威蒙环保科技有限公司 一种结构紧凑的电解式臭氧发生器
CN111005030A (zh) * 2020-01-08 2020-04-14 大连理工大学 一种电化学臭氧发生装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998040535A1 (fr) * 1997-03-07 1998-09-17 Wuhan University Generateur electrolytique d'ozone et procede de fabrication de ce dernier
WO2007009311A1 (fr) * 2005-07-20 2007-01-25 Yantai United Ozonetec Corporation Structure d’anode pour un générateur d’ozone de type électrolyse
CN102899685A (zh) * 2012-09-12 2013-01-30 金华市广源环保科技有限公司 低压电解式臭氧发生器模块阴阳极催化剂及其制备方法
CN106715760A (zh) * 2014-09-08 2017-05-24 3M创新有限公司 用于二氧化碳电解槽的离子聚合物膜
CN106715760B (zh) * 2014-09-08 2018-08-10 3M创新有限公司 用于二氧化碳电解槽的离子聚合物膜
CN110484927A (zh) * 2019-09-11 2019-11-22 武汉威蒙环保科技有限公司 一种结构紧凑的电解式臭氧发生器
CN111005030A (zh) * 2020-01-08 2020-04-14 大连理工大学 一种电化学臭氧发生装置
CN111005030B (zh) * 2020-01-08 2021-05-07 大连理工大学 一种电化学臭氧发生装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103820807B (zh) 一种产氢发电的装置和方法
TW351731B (en) Process for the preparation of chlorine by means of the electrolysis of aqueous solution of hydrochloric acid chlorine preparation by electrolysis of hydrochloric acid
CN104630816B (zh) 基于太阳能和海水电池协同驱动的光电降解有机污染物制氢的装置及工艺
CN103787469B (zh) 一体化有机废水处理及能源回收系统
CN106552497A (zh) 一种用于二氧化碳捕集和提纯的装置及方法
CN103178283A (zh) 一种氢溴储能电池结构
CN2229460Y (zh) 固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器
US20100213075A1 (en) Reactor for the electrochemical treatment of biomass
CN101712501A (zh) 一种含氯酚类化合物废水的处理方法及其专用装置
CN204162486U (zh) 适用村镇饮用水的一体化全自动电化学消毒装置
CN207130343U (zh) 一种可自动添加电解液的电解式臭氧发生装置
CN1136090A (zh) 电化学氧阴极制氧方法及其生氧盒
US20110315562A1 (en) Novel electrochemical method for producing hydrogen, and device for implementing same
CN110299582A (zh) 一种铝空气发电模组单元
CN212076542U (zh) 一种用于污水深度处理的催化剂发生器
CN206232822U (zh) 一种便携微型高效氢气发生器
CN209798121U (zh) 基于质子交换膜技术的高纯氢气发生仪
CN207031039U (zh) 用于电解处理氯化铵废水三箱阴离子膜电解装置
CN111593367B (zh) 次氯酸钠发生器
CN208964600U (zh) 一种高频脉冲电解式氨氮废水的处理设备
CN2321786Y (zh) 高效制氧装置ⅲ
CN213569644U (zh) 一种电解式富氢水机
CN205527884U (zh) 一种电镀重金属回收装置
CN219099334U (zh) 一种可移动式双氧水制备装置
CN221071666U (zh) 一种带有电极型电导率传感器的电解槽

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CX01 Expiry of patent term