氧化性物质的生成及导出系统、化学物质生成设备的制作方法

本申请涉及化学物质生产及应用领域，具体涉及氧化性物质的生成及导出系统、化学物质生成设备。

背景技术：

化学反应装置是综合的反应装置，根据反应的需求结构功能等配置附件进行设计。在氧化剂中，氟的氧化性排在第一，但是由于氟本身剧毒的特性，不适合在工业和生活中大量使用，排在第二位的是羟基自由基(·oh)，第三位的是臭氧(o3),接下来是双氧水(h2o2)。羟基自由基(·oh)、臭氧(o3)和双氧水(h2o2)这三种氧化剂在强氧化性、杀菌、消毒、易分解性、除味、分解有机物和无残留方面具有优异特性。

上述几种氧化剂在水处理方面有广泛的应用，不但可以分解不易降解的多种芳烃和链烃，而且使亲水染料的脱色效果更好，所以三种氧化剂都是优良的污水净化剂、脱色剂，而且它们的杀菌、消毒速度快，效果好，本身还原成氧气和水，是世界上公认的绿色消毒剂。因其具有现实意义，生产和应用上述这几种氧化性物质成为目前净水环保等领域的关注焦点。

在所述背景技术部分申请的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本申请提供一种氧化性物质的生成及导出系统，该系统在任意液体中产生氧化性物质，并且将其中的液体物质通过导出装置排出，用于实际生产生活用途的杀菌、消毒、除味和分解有机物等。

根据本申请一个方面，所述用于氧化性物质的生成及导出系统，包括：液体容纳装置，容纳液体；控制装置，设置在所述液体容纳装置上，控制所述氧化性物质的生成速率及数量；导出装置，设置在所述液体容纳装置上，导出生成的所述氧化性物质；氧化性物质生成器，设置在所述液体容纳装置上，与所述控制装置相连，设置有带有催化剂膜层的电极板。

根据本申请一些实施例，所述氧化性物质包括：o3、·oh和h2o2。

根据本申请一些实施例，所述控制装置以模拟和/或数字模拟的方式，控制所述氧化性物质的生成速率及数量。

根据本申请一些实施例，所述导出装置包括：液体导出装置；和/或气体导出装置。

根据本申请一些实施例，还包括连接件；所述电极板包括阴极板和阳极板，所述催化剂膜层附着在所述阳极板上，所述连接件用于连接所述阴极板和所述阳极板。

根据本申请一些实施例，所述连接件包括：阳极板导电连接件、阴极板导电连接件、极板定位槽、阴阳极板绝缘隔断和/或支架中的一个或多个；其中，所述阳极板导电连接件与所述阳极板连接，所述阴极板导电连接件与所述阴极板连接，所述阴极板与所述阳极板之间由所述阴阳极板绝缘隔断连接，所述阴极板与阳极板固定在所述支架上由所述极板定位槽固定。

根据本申请一些实施例，所述阴极板、所述阳极板和所述连接件的表面均设有导流孔。

根据本申请一些实施例，所述连接件还用于连接多个所述电极板以形成电极组件。

根据本申请一些实施例，还包括：供电装置，设置在所述液体容纳装置上，给所述生成及导出系统供电；和/或设置在所述液体容纳装置上的能源辅助装置、辅助添加装置、检测装置、搅拌装置、混合装置、抽取装置中的至少一种或多种。

根据本申请另一方面，还提供一种化学物质生成设备，包括如上所述的生成及导出系统。

本申请的用于氧化性物质的生成及导出系统中的氧化性物质生成器设置有带有催化剂膜层的阳极板，能够使任意液体在其中产生氧化性物质，并将其中的气体物质通过导出装置排出，用于杀菌、消毒、除味或者分解有机物等。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为根据本申请示例性实施例的阳极板上催化剂的制作流程示意图；

图2为根据本申请示例性实施例的氧化性物质的生成及导出系统的结构示意图；

图3为根据本申请另一示例性实施例的氧化性物质的生成及导出系统的结构示意图；

图4为根据本申请另一示例性实施例的氧化性物质的生成及导出系统的结构示意图；

图5a为根据本申请示例性实施例的除味装置的氧化性物质生成器结构俯视图；

图5b为根据本申请示例性实施例的除味装置的氧化性物质生成器结构主视图。

附图标记列表：

201液体容纳装置

203氧化性物质生成器

205控制装置

207气体导出装置

209供电装置

211辅助装置

213液体

307液体导出装置

500电极组件

502阴极板

504阳极板

506阴极板导电连接件

508阳极板导电连接件

510阴阳极板绝缘隔断

512极板定位槽

514支架

520导流孔

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本申请的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"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，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

目前，羟基自由基(·oh)、臭氧(o3)、双氧水(h2o2)这三种氧化剂在强氧化型、杀菌、消毒、除味、分解有机物、易分解性和无残留方面具有优异特性。而生产制备该三种氧化性物质局限在只能单独生产，且制备工艺复杂、成本较高。本申请提供的氧化性物质的生成及导出系统中，上述三种复合氧化性物质生成器制造成本低，无需使用白金(铂pt)、导电钻石等昂贵材料，且结构简单，生产和使用都十分灵活方便。在使用过程中，电极板直接电解任意液体，可直接制备·oh、o3、h2o2，并且过程中无有毒有害物质产生。

具体的，在阳极板处发生的氧化反应和阴极板处发生的还原反应主要为：

阳极反应：

h2o－e^－＝·oh+h⁺

3·oh－3e^－＝o3+3h⁺

阴极反应：

o2+2h⁺+2e^-＝h2o2

在上述反应过程中，阴极反应所需的氧气来自于水体中不断溶解的氧。阴极反应所需的氢离子来自于水和阳极反应产生的氢离子。电解过程在本申请提供的具有特殊催化剂阳极板的作用下，不会产生有害气体。

以下结合附图对本申请的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本申请。

图1为根据本申请示例性实施例的阳极板上催化剂的制作流程。

参见图1，在根据本申请示例性实施例，在s101中，首先在snc2o4物料中加入去离子水，搅拌均匀后获得第一浆料。在本实施例中，可以在400～1500重量份的snc2o4物料中加入400～1600重量份的去离子水，搅拌均匀后获得第一浆料，搅拌时间可以控制在5～10分钟。需要说明的是，含有sn的正二价化合物可代替上述snc2o4物料，作为第一浆料的原料。

如图1所示，根据本申请示例性实施例，在s103中，在第一浆料中加入sb2o3，加热并搅拌均匀后获得第二浆料。在本实施例中，可以在第一浆料中加入20～100重量份的sb2o3，加热至40～50℃，搅拌均匀，获得所述第二浆料，其中搅拌时间可以控制在5～10分钟。

如图1所示，根据本申请示例性实施例，在s105中，将第二浆料加热，并在第二浆料中加入ni(ch3coo)2·4h2o和/或co(ch3coo)2·4h2o和/或cu(ch3coo)2·h2o和/或fe(ch3coo)2，搅拌均匀后获得第三浆料。在本实施例中，第二浆料加热至40～50℃后，加入1～3重量份的ni(ch3coo)2·4h2o，搅拌均匀，得到第三浆料。可选地，第二浆料加热至40～50℃后，加入1～3重量份的ni(ch3coo)2·4h2o，继续加热至50～60℃，然后再加入1～3重量份的co(ch3coo)2·4h2o或cu(ch3coo)2·h2o，搅拌均匀后获得所述第三浆料。

随后，如图1所示，根据本申请示例性实施例，在s107中将第三浆料加热至50～90℃，然后加入双氧水，继续搅拌至反应结束后停止加热，待物料沉淀后，取上层悬浮液，获得阳极板催化剂膜层的催化剂。然后通过涂覆及烧结等方式将催化剂固定于阳极板上。上述阳极板应用于本申请所提供氧化性物质生成器。

图2为根据本申请示例性实施例的一种氧化性物质的生成及导出系统的结构示意图。

参见图2，根据本申请示例性实施例，氧化性物质生成及导出系统包括：液体容纳装置201；氧化性物质生成器203；控制装置205；气体导出装置207；供电装置209；辅助装置211。在本实施例中，液体容纳装置201的有效直径为0.4米，高度为0.65米,用于容纳液体213，液体213可以选用自来水，溶液容纳装置201可以选用耐液体腐蚀、绝缘的高分子材料，例如pvc材料等。

如图2所示，根据本申请示例性实施例，控制装置205，设置在液体容纳装置201上，控制氧化性物质的生成速率及数量，在本实施例中主要是以模拟和数字模拟的方式控制氧化性物质的生成速率及数量；气体导出装置207也设置在液体容纳装置201上，导出所生成的氧化性物质。在本实施例中，液体容纳装置201上还设置有辅助装置211，该装置可以包括：能源辅助装置、辅助添加装置、检测装置、搅拌装置、混合装置、抽取装置中的至少一种或多种，用于配合氧化性物质的生产制造以及安全导出产品。在本实施例中，供电装置209也设置在液体容纳装置201上，该供电装置的电源特性，可以是恒压、恒流及恒功率中的一种或多种,为整个氧化性物质生成及导出系统提供电能。需要说明的是，上述各个装置的位置关系均为简要示意，并不用于限制本申请，且供电装置209和辅助装置211也可以不设置。

如图2所示，根据本申请示例性实施例，氧化性物质生成器203，该发生器：电极组件的个数为1、阴极板的数量为2,阳极板的数量为1、电极组件尺寸均为50*50*5mm。并且氧化性物质发生器203设置于液体213中，可以对液体进行电解反应从而产生所需氧化性物质。在本实施例中，氧化性物质生成器203的阳极板涂覆有上述催化剂的催化剂膜层，阴极板，由耐氧化性导电材料制成。具体的，在阳极板附近发生的氧化反应和阴极板附近发生的还原反应主要为：

阳极反应：

h2o－e^－＝·oh+h⁺

3·oh－3e^－＝o3+3h⁺

阴极反应：

o2+2h⁺+2e^-＝h2o2

在本实施例中，在阳极催化剂膜层中催化剂的作用下，可生成·oh、o3和h2o2氧化性物质，如通过直流电压为15v，所生成的臭氧为2g/h、双氧水含量为1％，或者通过恒流电流6a，所生成的臭氧为3g/h、双氧水含量为1％。利用对苯二甲酸检测羟基自由基(荧光测试)，测试结果显示溶液中包含有不稳定的羟基自由基。

根据本申请示例性实施例，可以在导出装置附近设置臭氧检测仪，通过紫外光吸收原理，判定有臭氧生成，并在导出装置207与液体容纳装置201接口处设置一个气体流量传感器，检测臭氧生成速率是否为所需的速率，当所有表征结果均符合要求时，再通过导出装置207通过管道将生成的臭氧可持续的通入所需的环境中进行杀菌、消毒、除味及分解有机物等操作。

图3为根据本申请另一示例性实施例的氧化性物质的生成及导出系统的结构示意图。

参见图3，根据本申请示例性实施例，氧化性物质生成及导出系统包括：液体容纳装置201；氧化性物质生成器203；控制装置205；液体导出装置307；供电装置209；辅助装置211。在本实施例中，液体容纳装置201的长0.5米，宽0.3米，高度为0.7米,用于容纳液体213可以选用自来水，液体容纳装置201可以选用铝钢材料，铝表面易生成不易被腐蚀的氧化层，不锈钢也有优良的耐腐蚀性能并且极佳的力学强度，可以容纳多种液体以及承受一定的气体压力。

如图3所示，在本实施例中，氧化性物质生成器203，该发生器：电极组件的个数为1、阴极板的数量为2,阳极板的数量为1、电极组件尺寸均为50*50*5mm。并且氧化性物质发生器203设置于液体213中，可以对液体进行电解反应从而产生所需氧化性物质。其反应原理生成物质与上一实施例相同，此处不再赘述，而在本实施例中，在阳极催化剂膜层中催化剂的作用下，通过直流电压为15v，所生成的臭氧为2g/h、双氧水含量为3％，或者通过恒流电流8a，所生成的臭氧为4g/h、双氧水含量为3％，可通过分光光度计或其他有效检测仪器，计算所生成的氧化性物质浓度，从而推算出生成速率。利用对苯二甲酸检测羟基自由基(荧光测试)，测试结果显示溶液中包含有不稳定的羟基自由基。液体导出装置307将生成的液体产物特定管路导出，以备使用。

图4为根据本申请另一示例性实施例的氧化性物质的生成及导出系统的结构示意图。

参见图4，根据本申请示例性实施例，氧化性物质生成及导出系统包括：液体容纳装置201；氧化性物质生成器203；控制装置205；液体导出装置307以及气体导出装置207；供电装置209；辅助装置211。在本实施例中，液体容纳装置201的有效直径为0.1米，高度为0.3米,用于容纳液体213，液体213可以选用自来水，液体容纳装置201可以选用铝钢材料，铝表面易生成不易被腐蚀的氧化层，不锈钢也有优良的耐腐蚀性能并且极佳的力学强度，可以容纳多种液体以及承受一定的气体压力。

如图4所示，在本实施例中，氧化性物质生成器203，该发生器：电极组件的个数为1、阴极板的数量为2,阳极板的数量为1、电极组件尺寸均为50*50*5mm。并且氧化性物质发生器203设置于液体213中，可以对液体进行电解反应从而产生所需氧化性物质。其反应原理生成物质与上述实施例均相同，此处不再赘述，而在本实施例中，在阳极催化剂膜层中催化剂的作用下，可生成·oh、o3和h2o2氧化性物质，通过直流电压为9v，所生成的臭氧为0.6g/h、双氧水含量为1％，或者通过恒流电流1a，所生成的臭氧为0.5g/h、双氧水含量为1％，利用对苯二甲酸检测羟基自由基(荧光测试)，测试结果显示溶液中包含有不稳定的羟基自由基。所生成的·oh、h2o2氧化性物质液体，鉴于本实施例需要生成的气体及液体，在气体导出装置207中设置有气体流量传感器以及臭氧检测仪，同时，液体导出装置307上设置有分光光度计以及液体流量传感器，当所有表征数据达到产品要求时，将生成的·oh、h2o2以及o3氧化性物质液体产物特定管路导出，可用于灭杀如流感，病毒等等，以备使用。

图5a为根据本申请示例性实施例的除味装置的氧化性物质生成器结构俯视图。

参见图5a，氧化性物质生成器的电极组件包括电极板和连接件，具体地包括：阴极板502、阳极板504、阴极板导电连接件506、阳极板导电连接件508、阴阳极板绝缘隔断510、极板定位槽512、支架514以及导流孔520(图5a未示出)，其中阳极板504带有上述催化剂膜层。在本实施例中，各部分连接方式为：阴极板502与阴极板导电连接件506连接，阳极板504与阳极板导电连接件508连接，另外，阴极板502与阳极板504之间由阴阳极板绝缘隔断510连接，阴极板502与阳极板504固定在支架514上，并由极板定位槽512固定。

图5b为根据本申请示例性实施例的除味装置的氧化性物质生成器结构主视图。

如图5b所示，根据示例性实施例，氧化性物质生成器的电极组件500还包括支架514和导流孔520。导流孔520，均匀分布在阴极板502及阳极板504上，用于均匀水流，平衡电极板上下压力，提高电极工作的稳定性。在本实施例中，以50*50*5mm电极板为例，其中导流孔单个直径0.5mm，导流孔间距为1mm，导流孔均匀分布在电极板上。

根据本申请示例性实施例，挑选了市面上常见的有机磷农药—乐果，将其喷洒在蔬菜表面，一组蔬菜不做任何处理直接用流动水清洗15min，检测清洗后的水样中农药浓度为5mg/l，另一组蔬菜用催化电极板组件(带有催化剂膜层)，电极组件的个数为1、阴极板的数量为2,阳极板的数量为1、电极组件尺寸均为50*50*5mm。其产生的电解水(利用图2所述装置)清洗15min后水样中的农药浓度降至0.0013mg/l，农药去除率达99.07％。催化电极板组件数目为1块，电源为恒流电源，电流为2a。臭氧发生速率为1g/h，双氧水含量为1％。对比例选自一台市面上可选购的果蔬清洗机－荣事达果蔬宝生态仪(型号为rz-06a)，在上述实施例相同的条件下测得水样残留的农药浓度为0.75mg/l，去除率为85％。

最后应说明的是：以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。