专利名称：用于膜电解的方法和由其获得的产物的用途的制作方法
技术领域：
膜电解是一种用于水净化的已知工艺(参见例如EP1380543A1、EP1382573A1和 W02006/040709A1)。膜电解使用电解池来实现，该电解池包括容纳阳极的阳极空间和容纳 阴极的阴极空间，并且通过膜将阴极空间与阳极空间分隔开。氯化钠水溶液作为电解液被加入阳极空间和阴极空间。结果，电解液中阴离子和 其它带负电荷的微粒向阳极移动，同时阳离子和类似的带正电荷微粒向阴极移动。为了到 达阳极和阴极，存在于阴极空间的带负电荷微粒和存在于阳极空间的带正电荷微粒因此一 定会分别地通过膜。这导致了在阳极空间的阳极电解液的形成，该溶液具有正的氧化还原电势，并且 因此拥有氧化性。在阴极空间形成的阴极电解液具有负的氧化还原电势，并且因此拥有还 原性。此外阴极电解液具有强碱性，而阳极电解液为酸性。包含次氯酸钠、过氧化氢、氯和臭氧这类亚稳态化合物的阳极电解液被引入到待 净化水中，而阴极电解液，其形成远小于阳极电解液的量，可以被丢弃或用于沉淀重金属 (参见 EP1380543A1)。
发明内容
本发明的任务是开发适用于阴极电解液和阳极电解液两者应用的新领域。因此本发明一方面提供了一种能获得大量阴极电解液的方法，另一方面，提供了 一种可以使阳极电解液的亚稳态氧化性稳定下来的方法，因而该方法也可以用于其他领 域。现在已经令人惊讶地发现，如果用作电解液的氯化钠溶液包含金属硫酸盐，则阴 极电解液的形成可以显著增加。这可能是加速了阳离子从阳极空间通过膜向阴极空间移 动。由于现在形成了大量的阴极电解液，本发明开发了阴极电解液的许多可能的新应用。根据本发明的方法可以，例如借助于用于水净化中膜电解的可从市场上买到的装 置来实现，并且其中为了增加阴极电解液流过量而对阴极侧的流量调节器进行了改良。除了提高阴极电解液的形成，还令人惊讶地发现，加到电解液中的金属硫酸盐还 导致了在阳极电解液中由硫酸根离子形成了其它高活性的亚稳态化合物。电解液优选包含氯化钠，但它也可以由其他的碱金属氯化物形成。例如，发现氯化 钠和氯化钾的混合物特别适合，其中氯化钾可高达碱金属氯化物总重的50wt%。碱金属溶 液优选以饱和溶液形式从其存储容器移除，然后用所要求的水量例如以1 5和1 20之 间体积比进行稀释。当饱和碱金属氯化物溶液还在存储容器中时，硫酸钠优选加入饱和的 碱金属氯化物溶液中。后者可以加热以保持溶液中的金属硫酸盐。金属硫酸盐优选以每升l-50g，尤其是每升5-20g的量加入碱金属氯化物溶液中。用于稀释碱金属氯化物溶液的水优选包含很少或根本没有碳酸盐，也就是说，其优选最多具有的硬度为5 (德国)，这意味着其碳酸钙含量不能超过50mg/L。加入碱金属氯化物溶液的金属硫酸盐优选为碱金属硫酸盐，更优选硫酸钠，或者 它是碱土金属硫酸盐，更优选为硫酸镁。阳极电解液可具有超过+1200mV的氧化还原电势和1_3的pH，而阴极电解液可具 有-600到-IOOOmV的氧化还原电势和超过12的pH。本发明的第二个目的，也就是提供稳定的阳极电解液来开发阳极电解液应用的新 领域，优选通过将金属硫酸盐加入阳极电解液中来实现。金属硫酸盐可以按每升阳极电解 液加入0. l-20g、优选0. 5-5g、更优选l-2g的量加入。现在已经令人惊讶地发现，这稳定了在阳极电解液中的亚稳态化合物，并且因此 可靠地延长它们数月的活性，以致阳极电解液理论上可以稳定保留存储1-2年。用于稳定阳极电解液的金属硫酸盐优选为硫酸铝，特别是以钾明矾(potassium alum)的形式。钾明矾，也就是硫酸铝钾，早已被认为是一种天然药物的活性物质。它用于例如胃 病、肠道病和膀胱无力病，也用于出血病。众所周知，明矾用于粘膜和伤口的消毒。然而， 它也作为干燥剂、局部凝血剂(partialcoagulant)和分泌抑制剂，所以其医疗用途是有限 的。现在已经令人惊讶地发现，包含明矾的阳极电解液在不对牙齿、牙齿填充物和舌 头产生任何有害影响，并且没有任何干燥和分泌抑制作用的情况下，就会在口咽区域实施 显著的清洁、净化和消毒效果。因此，根据本发明的包含明矾的阳极电解液非常适合用作漱 口水。例如，它可以用来治疗口咽区域内的顽固性炎症。它能在几分钟内阻止流血例如在 牙科治疗期间。漱口水也可用来预防以防止牙周炎、牙龈炎和口腔炎。漱口水也能包含硫酸镁，其进一步提高了存储稳定性。阳极电解液可包含例如每 升溶液为0. 5-10g硫酸镁，且优选每升溶液为l_2g硫酸镁。漱口水也可包含其它普遍应用的添加剂，如调味料、甜味剂、香精油等。已发现根据本发明的漱口水能可靠地消除引起牙菌斑、牙龈炎和牙周炎的微生 物。因此，它能有效地防止感染并确保任何伤口可以迅速治愈。同时，它不会导致任何牙龈、 牙齿和舌头的变色。然而，根据本发明的阳极电解液不仅可以用作漱口水，还可以用于其他各种不同 的适应症，不论是用于人用药还是兽用药。例如，它具有强烈的生物杀灭效果，尤其是抗菌 和杀真菌。因此，根据本发明的阳极电解液能用于处理伤口，例如在皮肤受损的情况中，也用 于溃疡的治疗。根据本发明的阳极电解液已经被证明效果非常好，尤其是用于胃肠道的治 疗，例如用于消除功能紊乱和由螺杆菌或念珠菌种引起的出血。除了它强大的抗菌作用外， 根据本发明的阳极电解液也可施加强烈的杀真菌作用。它能成功抗击真菌感染，不论是在 人类(例如甲癣)，还是在马类中，例如腐蹄病、“葡萄疮”和马鞍菌。此外，根据本发明的阳极电解液能用于治疗湿疹，尤其是马的夏季湿疹，并且也用 于治疗额窦化脓，例如马，也用于治疗人和动物的炎症和感染，包括预防生虱。根据本发明的阳极电解液也能用于，尤其是，在由于抗生素耐药性不再治疗的紊乱病上。根据本发明的阳极电解液应用的另一个领域是提高乳剂的贮藏寿命，例如用于皮 肤护理的乳剂。这是因为根据本发明的阳极电解液不仅具有消毒作用，还有强大的乳化效果。此外，它拥有用于乳剂的其他添加剂所没有的优点，它不会引起过敏。根据本发明的阳极电解液也已被发现可作为很好的添加剂，用于家禽养殖业的饮 用水中。例如，去年，当由于禽流感小鸡们必须被保留在它们的巢中时，将根据本发明的阳 极电解液提供给家禽养殖场的一群数百只小鸡中的半数家禽的饮用水中，在第一星期以稀 释率为每十份体积的水一份体积的阳极电解液加入，然后在后五个星期以稀释率1 100 加入。家禽的另一半并未在它们的饮用水中提供任何阳极电解液，并作为对照。六星期后， 接受阳极电解液的鸡增重超过对照组鸡的30%。除了用于家禽养殖业外，阳极电解液也适合用作一般畜牧业的饮用水添加剂。此外，根据本发明的阳极电解液非常适合用作清洗剂，例如在食品部门。例如，它 能用于清洗管道、容器等，比如在酿酒厂和奶制品机构中，或相当普遍地清洗用于生产食物 和饮料的设备及装置，包括特别是用于冷却或冷冻用途的冰的生产。因此，由于其不含微生 物，在用根据本发明的阳极电解液清洗过的设备中制得的冰能非常成功地直接接触易腐烂 的食品，如鱼。这意味着根据本发明的阳极电解液，当它在食品和饮料部门清洗表面时，具有普 遍适用性。它尤其可以用来清洗涉及食品生产的设备、装置和物体，或用于生产加工助剂， 如用于冷却或冷冻的冰，其接触食物。根据本发明的阳极电解液和根据本发明的阴极电解液的组合尤其能被用于这里。 这一应用不仅针对食品部门，还针对其他清洗应用。在这种情况下，首先根据本发明的强碱 性阴极电解液被用于清洗，随后使用根据本发明的阳极电解液。根据本发明的阴极电解液也非常适合于表面的杀菌和消毒。例如，根据本发明的 阴极电解液能被用于清洗医生的手术室、医院和类似的卫生机构，或老人之家的表面。由于 阴极电解液的高PH值，这些机构常有的典型的臭味也被消除。为了彻底地杀菌和消毒，用阴极电解液处理的表面能随后用根据本发明的阳极电 解液来处理。根据本发明的阳极电解液具有强烈的清洗作用，并因此能用于清洗剂的生产。此外，由于根据本发明的阴极电解液的高碱度，根据本发明的阴极电解液能用于 例如中和酸性土壤的PH。例如，土壤中真菌的生长能通过将pH从酸性值改变到中性区域而 被抑制，从而由于摄取营养的增加，而显著改善植物的生长。根据本发明的阴极电解液的另一个应用领域是被重金属严重污染的水的净化，例 如在纺织印染厂中，在水用于消防目的的情况下和在冷轧厂形成的出水。例如，借助根据本 发明的阴极电解液当水的PH上升到9-10时，重金属事实上被定量地沉淀出来。形成的絮 状物能和矿石粉如玄武岩尘结合起来(bound)，并通过例如烧结金属滤芯(sintered metal filter)过滤来分离出来。由滤出液形成的残留水可以被进一步净化，例如借助于根据本发 明的阳极电解液。
权利要求
膜电解方法，其中将碱金属氯化物水溶液引入到电解池的阳极空间和阴极空间以形成阳极电解液和阴极电解液，所述阳极空间和阴极空间通过膜被彼此分开，其特征在于将金属硫酸盐加入所述碱金属氯化物溶液中以增加所述阴极电解液的产量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于将按每升1-50克的金属硫酸盐加入所述碱 金属氯化物溶液中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述金属硫酸盐为碱金属硫酸盐和/ 或碱土金属硫酸盐。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述碱金属硫酸盐为硫酸钠，或者所述碱 土金属硫酸盐为硫酸镁。
5.根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于所引入的所述碱金属氯化物水溶液 包含少于每升50mg的碳酸钙。
6.根据前述任一权利要求的膜电解方法，其特征在于将金属硫酸盐加入所述阳极电解 液中。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述金属硫酸盐的加入量为每升0.1-20克。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于所述金属硫酸盐为硫酸铝或硫酸镁。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于将明矾作为硫酸铝使用。
10.根据前述任一权利要求获得的阳极电解液的用途，其用于人用药或兽用药。
11.根据权利要求10所述的用途，其特征在于所述阳极电解液用于口腔卫生和/或牙 齿卫生。
12.根据权利要求11所述的用途，其特征在于所述阳极电解液用于牙周紊乱、牙龈炎 和/或口腔炎的预防和/或处理。
13.根据权利要求11或12所述的用途，其特征在于所述阳极电解液用作漱口水。
14.根据权利要求10所述的用途，其特征在于所述阳极电解液用于处理伤口。
15.根据权利要求10所述的用途，其特征在于所述阳极电解液用于处理胃肠道。
16.根据权利要求10所述的用途，其特征在于所述阳极电解液用于真菌疾病的预防和 /或处理。
17.根据权利要求10所述的用途，其特征在于所述阳极电解液用于处理湿疹和/或感染。
18.根据权利要求1-9任意一项的方法获得的阳极电解液的用途，其用于延长乳剂的 贮藏寿命。
19.根据权利要求1-9任意一项的方法获得的阳极电解液的用途，其作为家禽养殖业 或畜牧业中饮用水的添加剂。
20.根据权利要求1-9任意一项的方法获得的阳极电解液的用途，其作为食品工业的 清洗剂。
21.根据权利要求1-5任意一项的方法获得的阴极电解液的用途，其用于表面的杀菌 和/或消毒。
22.根据权利要求21所述的用途，其特征在于在通过所述阴极电解液进行表面消毒 后，然后使用根据权利要求1-9中任意一项的方法获得的阳极电解液。
23.根据权利要求1-5中任意一项的方法获得的阴极电解液的用途，其用于处理土壤。
24.根据权利要求1-5任意一项的方法获得的阴极电解液的用途，其通过将重金属沉 淀出来来处理被重金属污染的水。
25.根据权利要求24所述的用途，其特征在于使用矿石粉结合通过所述阴极电解液沉 淀得到的重金属，然后分离。
全文摘要
本发明涉及一种膜电解方法，其中为了增加形成的阴极电解液的量，在膜电解中将金属硫酸盐加入提供的碱金属氯化物溶液中。同时为了增加稳定性，将金属硫酸盐加入阳极电解液中。该金属硫酸盐可以是碱金属硫酸盐和/或碱土金属硫酸盐，优选为硫酸钠或硫酸镁。
文档编号C02F1/461GK101808947SQ200880025196
公开日2010年8月18日 申请日期2008年7月5日 优先权日2007年7月18日
发明者B·波尼兹 申请人:莫纳制药贸易有限公司