專利名稱：氫氧根負(fù)離子水生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明工藝涉及制造一種水電解后可用于消毒、殺菌、凈化空氣、去除物體表面污物、植物肥料、飲用水、調(diào)味劑及防止金屬表面氧化等的氫氧根負(fù)離子水的生產(chǎn)工藝，該工藝使氫氧根負(fù)離子更加趨于穩(wěn)定，生產(chǎn)效率更高，PH值更高且更穩(wěn)定。
將水電解得到的酸性電解水和堿性電解水，酸性電解水經(jīng)過循環(huán)保持持續(xù)生成離子狀態(tài)的陽離子，用來穩(wěn)定堿性電解水的PH。由于堿性電解水中含有OH-，OH-是各種氧化劑中最強(qiáng)的基團(tuán)，可以無條件地殺菌和分解各種有毒的有機(jī)分子。而電解出來的OH-進(jìn)入空氣，吸引空氣中的水分子形成水合羥基離子即為空氣負(fù)離子(H3O2-)，而空氣中細(xì)菌大多數(shù)帶正電荷，而被空氣負(fù)離子中和，使細(xì)菌失去增生與繁殖的條件，并有抗菌、消臭、除異味及抗霉菌等功能。同時(shí)羥基具有很強(qiáng)的氧化性，能與空氣中甲烷、一氧化碳等多種污染氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而從空氣中把它們“剔除”出去，起到凈化空氣的作用。目前，以往的電解工藝方法和所使用的電解質(zhì)，使水在電解情況下分離成負(fù)極方向帶有堿性的負(fù)離子水(PH＜11)，正極方向帶有酸性的離子水，但是，斷電后酸根和氫氧根立即又發(fā)生中和還原成中性水，所以無法使氫氧根負(fù)離子水穩(wěn)定存在。
生產(chǎn)工藝傳統(tǒng)不能穩(wěn)定的持續(xù)生產(chǎn)氫氧根負(fù)離子，不能滿足允分利用資源和節(jié)約資源及滿足提高生產(chǎn)效率的需要，不能使氫氧負(fù)離子PH值充分提高且更加穩(wěn)定易控制。
以往的電解設(shè)備在生成過程中在陽極表面生成的氧化性物質(zhì)和在陰極表面生成的還原性物質(zhì)不可避免會(huì)有一部分透過隔膜向相反的電極室擴(kuò)散。由于這種擴(kuò)散，通過電解而生成的有用的氧化性或還原性的生成物的一部分，由于相互的氧化還原反應(yīng)而消失，極有可能導(dǎo)致效率下降。
再有，不能使電解出的堿性離子水的PH持續(xù)保持在12以上，且長期保存(密封狀態(tài)下相對(duì)穩(wěn)定180天，根據(jù)不同目的而廣泛選擇具有不同的氧化還原電位、PH等性質(zhì)的電解水問題。例如，在電解出離子水的情況下，所得到的電解水的氧化還原電位、PH值等性質(zhì)被限制在狹小的范圍內(nèi)。還有，即使采用在離子水中添加了電解質(zhì)的原水，要獨(dú)立、自由地設(shè)定所得到的陽極水及陰極水的氧化還原電位和PH值等性質(zhì)也是非常困難的。)本發(fā)明是基于用上述常規(guī)方法不能使堿性離子水的PH值保持在12以上且在180天內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)的種種問題進(jìn)行了各種研究后及為了充分利用資源，提高生產(chǎn)效率，完成了本發(fā)明。
本發(fā)明的目的是在于防止經(jīng)電解而生成的有用的生成物在電解槽內(nèi)相互發(fā)生反應(yīng)而消失，而把陽極的酸性水用來穩(wěn)定陰極堿性水的PH值達(dá)到12以上的設(shè)計(jì)的新型的電解水的工藝方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供如上述的無任何化學(xué)添加劑的氫氧根負(fù)離子水，生產(chǎn)過程中不浪費(fèi)化學(xué)品且產(chǎn)品是純綠色的環(huán)保產(chǎn)品。
氫氧根負(fù)離子水是一種呈強(qiáng)堿性的具有極強(qiáng)穿透性的精細(xì)離子水，其特征是無色、無味、無毒、無任何化學(xué)添加劑，在使用過程中豐富的氫氧根離子與空氣中的氧結(jié)合又逐漸還原為自然水的狀態(tài)。
在通常環(huán)境中，將非常活潑且無法固定存在的氫氧根負(fù)離子通過權(quán)利要求中所表述的工藝方法，使其以相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)存在，密封狀態(tài)下相對(duì)穩(wěn)定期為180日。同傳統(tǒng)的電解工藝方法相比較，具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，具有創(chuàng)造性。
目前，傳統(tǒng)的電解工藝方法和所使用的電解質(zhì)，使水在電解情況下分離成在正極方向會(huì)出現(xiàn)帶有堿性的負(fù)離子水(PH＜11)，在負(fù)極方向出現(xiàn)帶有酸性的離子水，一旦斷電后酸根和氫氧根立即中和成中性水，所以無法使氫氧根負(fù)離子水存在。
研發(fā)人在研究中發(fā)明發(fā)現(xiàn)了，在電解槽中分設(shè)正電解槽箱(陽極室)、負(fù)電解槽箱(陰極室)及中間滲透層(隔膜)，該隔膜具有特殊性，在電解過程中，所有陰陽離子，只允許K+離子濾過隔膜而到陰極電解槽中。使通過活性碳過濾(純水或超純水可不通過)后的水，只供給陰極室，使陽極室與電解質(zhì)槽(含有豐富電解質(zhì))形成一個(gè)密閉回路，被送到陽極室的電解質(zhì)溶液。在陽極，在電解過程中被一個(gè)水分子電解生成離子化的2H+、O(jiān)2和兩個(gè)電子(2e-)，離子化的2H+與一個(gè)K2CO3分子結(jié)合生成一個(gè)KHCO3(重碳酸鉀，易分解而離子化)，游離出一個(gè)K+，剩下一個(gè)H+，然后這一個(gè)H+與前生成的一個(gè)KHCO3分子分解的HCO3-結(jié)合，生成H2CO3(弱碳酸，分解后形成水離子)，這樣，就使一個(gè)K2CO3分子中的2個(gè)K+離子都分離了出來，被離子化，兩個(gè)離子化的K+通過兩電解槽槽中間的陽離子交換膜(只允許K+離子通過)，向同時(shí)發(fā)生電解反應(yīng)的陰極室一側(cè)移動(dòng)，而與此同時(shí)，在陰極電解槽兩個(gè)水分子加上2e-電解生2OH-及H2，這樣從陽極室通過隔膜的2K+離子就與陰極室2OH-離子結(jié)合，生成了被離子化后的2KOH。若從化學(xué)物質(zhì)本身來講KOH為強(qiáng)堿化學(xué)物質(zhì)，不能應(yīng)用于日常生活中，但是被離子化后其化學(xué)性質(zhì)就完全改變了，而本工藝的獨(dú)到之處也充分體現(xiàn)于此。這樣獨(dú)特的電解質(zhì)技術(shù)，使電解質(zhì)能夠在陽極室和電解質(zhì)槽電解過程中得到充分利用，根據(jù)電解水的原理在正極方向會(huì)出現(xiàn)帶有酸性的離子水，在負(fù)極方向出現(xiàn)堿性的離子水。但是酸性水在機(jī)器內(nèi)部被循環(huán)供水利用了，不斷與新加入的電解質(zhì)中和液發(fā)生作用，起到在負(fù)極逐漸生成穩(wěn)定的負(fù)極堿性離子水的作用。
同時(shí)，在陰陽兩極產(chǎn)生的氣體，也通過排氣裝置被排出，并被收集起來。
這樣不但提高了氫氧根負(fù)離子水的生產(chǎn)效率，而且節(jié)約了電解質(zhì)使用量，且使生產(chǎn)的氫氧根負(fù)離子水更趨穩(wěn)定，更易于保存，PH更易于提高，操作簡單。
所以，氫氧根負(fù)離子水的技術(shù)工藝特征是，在供給陰陽兩極原水時(shí)，向陽極室是經(jīng)過電解質(zhì)槽的循環(huán)水，電解質(zhì)槽與陽極室通過循環(huán)管道形成一個(gè)密閉循環(huán)部分，向陰極室供給直接經(jīng)過活性碳過濾(如果是超純水，也可不經(jīng)活性碳過濾)的原水，且在陰陽兩極中間是一道除了只允許游離態(tài)K離子及電解時(shí)精細(xì)水分子通過的獨(dú)特隔膜。
為了實(shí)現(xiàn)能夠不使電解過程中H+離子與OH-離子通過電解槽中間的隔膜互相交換發(fā)生還原反應(yīng)，使PH不降低，使生產(chǎn)效率不降低，采用的在陽極室與陰極室中間離子只允許通過K+離子的隔膜，這樣電解時(shí)陽極室產(chǎn)生的部分H+離子與陰極室產(chǎn)生的部分OH-離子就不會(huì)發(fā)生反應(yīng)而再還原成原水狀態(tài)，不會(huì)迫使OH-生產(chǎn)量減少。
一般情況下，傳統(tǒng)兩槽的電解設(shè)備會(huì)發(fā)生通過陰極室與陽極室間的隔膜而發(fā)生一部分H+離子與一部分OH-離子穿透中間隔膜而發(fā)生還原反應(yīng)，而使生產(chǎn)過程中離子水的PH值不易提高且不易穩(wěn)定，浪費(fèi)水資源、電力、電解質(zhì)等其它成本并且有損機(jī)器壽命，主要原因還是電解質(zhì)槽中間的隔膜采用技術(shù)，三槽的電解設(shè)備雖然采用了雙隔膜控制的中間室及兩分隔開分成的裝有陽極電極的陽極室、裝有陰極電極的陰極室，但不論哪種生設(shè)備其電解質(zhì)利用率不高，純凈水利用率都不高，生產(chǎn)出的氫氧根負(fù)離子水PH不易穩(wěn)定，工序也較為復(fù)雜，且在陽極室除了排出O2或部分O3外，還有大量酸性水排出。
氫氧根負(fù)離子水的應(yīng)用范圍氫氧根的抗菌及殺菌能力是公認(rèn)的，氫氧根負(fù)離子進(jìn)入空氣，吸收空氣中的水分子形成水合羥基離子，既為空氣負(fù)離子(H3O2-)。而空氣中的細(xì)菌大多數(shù)帶有正電荷，而被空氣負(fù)離子中和，使細(xì)菌失去生存與繁殖的條件，可使室內(nèi)空氣保持清新，可廣泛用于家庭空氣消毒、醫(yī)院空氣消毒、制藥廠、軍用空氣消毒等。
消毒、殺菌、靜化空氣、去除物體表面污物、植物肥料、飲用水、調(diào)味劑及防止金屬表面氧化等。
瓜果蔬菜的防腐保鮮蔬菜水果是鮮活食品，采收后易腐爛，為延長保鮮期，各國科研人員發(fā)明了多種保鮮新技術(shù)，其中可采用使用氫氧根負(fù)離子達(dá)到目的的。氫氧根負(fù)氧離子可使瓜果蔬菜進(jìn)行代謝的酶鈍化，有效地抑制貯藏食品的呼吸作用，分解果蔬貯藏過程中產(chǎn)生的具有催熟作用的代謝廢物如乙烯、醇類、醛類、芳香類等物質(zhì)；因?yàn)闅溲踟?fù)離子水是一種強(qiáng)氧化劑，又是一種良好的消毒劑和殺菌劑，既可殺滅消除蔬果上的微生物及其分泌的毒素，又能抑制并延緩蔬果有機(jī)物的水解。氫氧根負(fù)氧離子具有極好的果蔬保鮮功能，從而抑制了果蔬的新陳代謝及病原菌的滋生蔓延，延緩了瓜果蔬菜的后熟衰老、促進(jìn)創(chuàng)傷愈合、增強(qiáng)抗病力，防止腐爛變質(zhì)，達(dá)到保鮮、消除異味、延長貯存時(shí)間和擴(kuò)大外運(yùn)范圍的效果。有研究表明，氫氧根負(fù)離子可使果蔬、飲料和其他食品的貯藏期延長3～10倍。
凈菜處理中的殺菌消毒利用氫氧根負(fù)離子水殺菌沒有二次污染。在用氫氧根負(fù)離子水和氯化水處理的梨的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)在抑制鏈格孢菌、分枝霉菌和青霉菌的孢子形成和萌發(fā)方面，氫氧根負(fù)離子水可與氯化作用相媲美。同時(shí)，氫氧根負(fù)離子水能有效氧化蔬菜水果表面農(nóng)藥，降低農(nóng)藥殘留量，保護(hù)身體健康。
殺滅細(xì)菌繁殖體、芽胞、病毒、真菌和原蟲孢體等多種微生物，還可以破壞肉毒桿菌和毒素及立克次氏體等，同時(shí)還具有很強(qiáng)的除霉、腥、臭等異味的功能。
氫氧根負(fù)離子水的無毒、無味、無任何化學(xué)添加劑的特點(diǎn)及高效性、高潔性、方便性等強(qiáng)大功能，已展示了其廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。
附圖
為氫氧氣根負(fù)離子水生產(chǎn)工藝圖。
權(quán)利要求
1.一種氫氧根負(fù)離子水的生產(chǎn)工藝氫氧根負(fù)離子生成工藝采用特殊電解質(zhì)、特殊電解質(zhì)循環(huán)及特殊的隔膜技術(shù)，陰極只直接供給經(jīng)過活性碳的水(如果原水為超純水，活性碳結(jié)構(gòu)也可不要)。在陰陽兩極采用獨(dú)特排出技術(shù)，陰極設(shè)有排出氫氧根負(fù)離子水及H2氣體的出口，陽極設(shè)有排出O2氣體的出口。在陽極一端添加有電解質(zhì)槽，在陽極形成從電解質(zhì)槽到陽極電解槽(陽極室)的密閉回路，采用循環(huán)利用電解質(zhì)及陽離子技術(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的氫氧根負(fù)離子水生產(chǎn)工藝，其陰極供給的是直接經(jīng)過活性碳過濾的水(如果是超純水，也可不經(jīng)過活性碳過濾)。
3.如權(quán)利要求1所述，氫氧根負(fù)離子生成工藝中其陽極室的水是經(jīng)過含有豐富電解質(zhì)的電解質(zhì)槽的水。
4.如權(quán)利要求1所述，氫氧根負(fù)離子生成工藝其特征是在陽極電解槽一端添加電解質(zhì)裝置，電解質(zhì)循環(huán)利用及陽離子循環(huán)利用工藝，使電解質(zhì)及陽離子得到充分利用；提高氫氧根負(fù)離子水生產(chǎn)效率。
5.氫氧根負(fù)離子水生成工藝采用的是獨(dú)特電解槽隔膜技術(shù)，該隔膜只允許電解后處于離子狀態(tài)的K離子通過。
全文摘要
本發(fā)明工藝涉及制造一種自然水電解后可用于消毒、殺菌、凈化空氣、去除物體表面污物、植物肥料、飲用水、調(diào)味劑及防止金屬表面氧化等的氫氧根負(fù)離子水的生成工藝，該工藝使氫氧根負(fù)離子更加趨于穩(wěn)定，生產(chǎn)效率更高，PH值更高且更穩(wěn)定。氫氧根負(fù)離子生成工藝采用特殊電解質(zhì)、電解循環(huán)及特殊的隔膜技術(shù)，陰極電解槽(陰極室)直接供給經(jīng)過活性碳的水(如果原水為超純水，活性碳結(jié)構(gòu)也可不要)，陽極電解槽(陽極室)的一端設(shè)有電解質(zhì)添加裝置，使電解添加裝置和陽極室形成一個(gè)密閉回路。在陰陽兩極采用獨(dú)特排出技術(shù)，陰極設(shè)有排出氫氧根負(fù)離子水及H
文檔編號(hào)C02F1/461GK1810668SQ200510002890
公開日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2005年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月28日
發(fā)明者劉俊清 申請(qǐng)人:博爾斯達(dá)機(jī)電技術(shù)(北京)有限公司