TWM509809U - 手持式過氧化氫產生裝置 - Google Patents

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hydrogen peroxide
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diffusion electrode
electrode
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TW103221124U
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Chien-Hung Chen
Hsin-Ju Yang
chi-chang Hu
Wei-Chieh Lin
Chih-Ping Huang
Po-Chieh Li
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Ind Tech Res Inst
Nat Univ Tsing Hua
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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
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Description

手持式過氧化氫產生裝置
本創作是有關於一種過氧化氫產生裝置，且特別是有關於一種手持式氣體擴散過氧化氫產生裝置。
現代人對日常健康的認知逐年上升，為了避免病原菌感染及傳播，已有諸多消毒商品被開發用於日常生活之防疫中。其中雙氧水(低濃度的過氧化氫水溶液)也是常見的商品，也常見於一些醫護場所使用。
然而這類的雙氧水之製作，往往是在液體中添加催化劑，使其透過化學變化產生過氧化氫。這樣的作法要使用藥劑(催化劑)，需要在特定的環境上以確保安全(氧化反應激烈)及其要有特定設備，而且要有專業調控才能控制該過氧化氫濃度。
因此若能提出一種易於製備醫護、居家使用之過氧化氫溶液(雙氧水)將有助於防疫消毒。
本創作係有關於一種手持式過氧化氫產生裝置，可 方便攜帶及使用且不需額外使用藥劑(催化劑)。
根據本創作之一實施態樣，提出一種手持式過氧化氫產生裝置，包括一容置液體的容器、一氣體擴散電極、一電解電極、供電單元以及一液體霧化元件。容器的頂側及側壁各至少設有一開口。氣體擴散電極設置設於側壁開口上，以密封開口。氣體擴散電極為多孔性之導電材質，其朝向容器的一面具有疏水性，另一面具有透氣性以供容器外之氧氣進入氣體擴散電極中。電解電極設置於容器內，以電解液體。供電單元的一端電性耦接至氣體擴散電極，另一端電性耦接至電解電極。氣體擴散電極能使進入到其觸媒層三相區內的氧氣與液體電解產生的氫離子結合，以生成過氧化氫。液體霧化元件係設置於容器頂側開口，可將含過氧化氫之液體霧化噴出，以達方便使用。
為了對本創作之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
1‧‧‧手持式過氧化氫產生裝置
10‧‧‧容器
11‧‧‧側壁開口
12‧‧‧頂側開口
20‧‧‧氣體擴散電極
21‧‧‧疏水性樹脂
30‧‧‧電解電極
50‧‧‧液體霧化元件
51‧‧‧噴頭
52‧‧‧導管
53a、53b‧‧‧螺蚊
G‧‧‧氣體
W‧‧‧液體
第1圖繪示本創作一實施例之一種手持式過氧化氫產生裝置之立體組合圖。
第2圖繪示本創作一實施例之一種手持式過氧化氫產生裝置之立體分解圖。
第3圖繪示第2圖之一種手持式過氧化氫產生裝置沿著A-A線的剖面圖。
第4圖繪示本創作一實施例之一種手持式過氧化氫產生裝置使用情境。
第5圖繪示本創作一實施例之一種手持式過氧化氫產生裝置之化學反應。
第6圖繪示本創作一實施例之一種手持式過氧化氫產生裝置使用之另一情境。
本實施例之手持式過氧化氫產生裝置，因易於攜帶且不用添加化學藥劑，可用於醫護場所、公眾場所及居家使用，其包括一供容置液體之容器、一設於容器側壁開口處之氣體擴散電極、一設於容器內之電解電極、一與電解電極和氣體擴散電極電性耦接之供電單元以一設於容器頂側開口處之液體霧化元件。氣體擴散電極的一面具有疏水性，另一面具有透氣性。當電解電極進行氧化反應時會產生氫離子和氧分子，且容器外的空氣及其氧分子(O2 )會穿過氣體擴散電極進入其觸媒層三相區內，並與氫離子(H+ )和水分子(H2 O)產生還原反應以生成過氧化氫(H2 O2 )，隨即可再透過液體霧化元件將含有過氧化氫的液體霧化噴出，以進行消毒使用。
以下係針對各實施例進行詳細說明，上述各實施例僅用以作為範例說明，並非用以限縮本創作欲保護之範圍。
請參照第1圖，該圖繪示依照本創作第一實施例之手持式過氧化氫產生裝置1，該手持式過氧化氫產生裝置1包括 一容器10、一氣體擴散電極20、一電解電極30、一供電單元40及一液體霧化元件50。
手持式過氧化氫產生裝置1，容器10用以容置液體W(如水)(對照第4圖)，容器10的側壁設有一開口11(對照第2圖)及頂側設有一開口12。側壁的開口11受到氣體擴散電極20遮蔽並且密封，以避免液體W外漏。為了讓氣體能經由氣體擴散電極20進入容器10內，氣體擴散電極20為多孔性的導電材質，例如是包含碳的布狀材質或纖維材質等可撓性基材，或者是其他硬質材料，並可包含氮(N)或鈷(Co)元素成分的材質或包含鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)或銅(Cu)等金屬或金屬氧化物粉體。藉由多孔性結構，氣體擴散電極20背向容器10的一面具有透氣性，以供該容器10外之氧氣進入該氣體擴散電極20中。此外，氣體擴散電極20朝向容器10的一面具有疏水性，例如由疏水性樹脂21(請參照第3圖，例如選自氟系樹脂)所構成，此疏水性樹脂21可讓氣體G例如氧分子通過，但無法讓液體W例如水分子通過，以避免液體W外露。
電解電極30設於容器10內並呈條狀、片狀或管狀(請參考第3圖，圖中僅繪示條狀)。電解電極30例如是由金屬基材(例如鈦基材)和塗佈在金屬基材上具有電催化活性金屬氧化物的表面活性塗層所組成，常見的電解電極30例如是尺寸穩定性陽極(dimensionally stable anode,DSA)電極，活性金屬氧化物例如是RuO2 ,IrO2 ,TiO2 ,SnO2 ,PbO2 ,Ta2 O5 等。此外，電解 電極30亦可採用類鑽碳或金屬複合材質製成。DSA電極具有化學穩定性高和使用壽命長等優點。
供電單元40可包括電池，其一端電性耦接至電解電極30，以供給正電給電解電極30，而另一端電性耦接至氣體擴散電極20，以供給負電給氣體擴散電極20。供電單元40施加一工作電壓於電解電極30與氣體擴散電極20之間，使水或有機廢水在電解電極30產生氧化反應，而由容器10外進入的氧氣在氣體擴散電極20產生還原反應，如下列反應式(1)和(2)：H2 O→O2 +4H+ +4e- (1)
O2 +2H+ +2e- →H2 O2 (2)
亦即經由氣體擴散電極20進入容器10內的氧氣可與電解時產生的氫離子結合，以生成過氧化氫。(請參考第5圖)
由於經由氣體擴散電極20從容器10外的空氣中補充取得氧氣，所以容器10內的過氧化氫(H2 O2 )產生數量不會受到容器10內的液體W溶氧度限制，且本發明之手持式過氧化氫產生裝置1應用電化學故不需額外添加藥劑或調整劑量，僅需透過添加液體W(如水)，並可重複使用，可輕易就製備出過氧化氫水溶液。
請參考第2圖，液體霧化元件50包括一噴頭51及一導管52，該導管52一端與該噴頭51連接，另一端則與該容器10內的液體W接觸(圖未示)，用以將該液體W輸送到該噴頭51進行霧化噴出(如第6圖所示)。該液體霧化元件50係設置於 該容器10之頂側開口12，二者可以透過螺蚊匹配(53a、53b)作結合，但不以此結合方式為限，只要能與該容器10進行組裝即可。液體霧化元件50已為習用元件，市面上可輕易取得，故亦不再此贅述。
本創作上述各實施例所揭露之手持式過氧化氫產生裝置，係應用電化學的方式產生過氧化氫，故不需額外添加藥劑或調整劑量，並可重複使用，易於各場所使用及攜帶，進而達到防疫消毒滅菌之目的。
綜上所述，雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型。本新型所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本新型之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧手持式過氧化氫產生裝置
10‧‧‧容器
20‧‧‧氣體擴散電極
30‧‧‧電解電極
40‧‧‧供電單元
50‧‧‧液體霧化元件

Claims (7)

  1. 一種手持式過氧化氫產生裝置，包括：一容置液體的容器，該容器的側壁及頂側各至少設有一開口；一氣體擴散電極，設置於該側壁開口上，以密封該開口，該氣體擴散電極為多孔性之導電材質，其朝向該容器的一面具有疏水性，另一面具有透氣性以供該容器外之氧氣進入該氣體擴散電極中；一電解電極，設置於該容器內；一供電單元，其一端電性耦接至該氣體擴散電極，另一端電性耦接至該電解電極；以及一液體霧化元件，設置於該容器之頂側開口。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之手持式過氧化氫產生裝置，其中該氣體擴散電極為包含碳的布狀材質或纖維材質等具有可撓特性材質。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之手持式過氧化氫產生裝置，該氣體擴散電極內包含氮(N)或鈷(Co)元素成分的材質或包含鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)或銅(Cu)的金屬或金屬氧化物粉體。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之手持式過氧化氫產生裝置，其中該氣體擴散電極朝向容器的該面由疏水性樹脂所構成。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之手持式過氧化氫產生裝 置，其中該電解電極由金屬基材和塗佈在該金屬基材上具有電催化活性金屬氧化物的表面活性塗層所組成。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之手持式過氧化氫產生裝置，其中該電解電極為尺寸穩定性陽極電極。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之手持式過氧化氫產生裝置，其中該液體霧化元件包括一噴頭及一導管，其中該導管之一端連接於該噴頭。
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