專利名稱：：堿性還原水無隔膜電解裝置的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種用于生成堿性還原水的電解裝置，屬于電解功能水裝置
技術領域：
。
背景技術：
：功能水是經(jīng)科學處理得到的具有重現(xiàn)性和有益功能的水溶液，其處理方法和生理功能的科學依據(jù)已被明確證實。嚴格符合以上定義，并普遍得到水研究科學家公認，而且有標準可執(zhí)行的是電解水(也有稱之為“離子水”)。電解水主要包括氧化水和還原水。一般地，以使用銀-氯化銀電極測定出水的氧化還原電位值(0RP值)為+200mV時作為中間值，將氧化還原電位值低于該中間值的水稱作還原水。氧化水通常是偏酸性的，還原水通常是偏堿性的，其中堿性還原水的的應用較為廣泛，比如弱堿性還原水適宜人飲用并利于人體健康，又比如中堿性還原水適宜清洗瓜果蔬菜，再比如強堿性還原水適宜醫(yī)用消毒，等等。無隔膜電解裝置因其結構簡單、無隔膜污染而在電解水領域得到越來越多地應用。但是，對于現(xiàn)實中有效制取堿性還原水的需要，目前還是只能采用二槽有隔膜電解裝置來完成。這是因為傳統(tǒng)認識認為，由于無隔膜電解裝置的陰極室和陽極室未分隔開，電解氧化水與電解還原水在陰_陽極之間不斷生成又不斷中和，因此無法單獨生成所需的堿性還原水。經(jīng)檢索，目前已知能夠制取還原水的無隔膜電解裝置有1、采用對電極施加高頻交流電壓進行電解的裝置，如日本專利(特開2000-84560號公報)公開的一種還原水生成裝置；2、采用對電極施加非對稱交流電壓進行電解的裝置，如中國專利ZL200510093514.7公開的另一種還原水生成裝置；3、采用對電極施加變頻直流脈沖電源進行電解的裝置，如本發(fā)明人在先申請的中國專利ZL200820183101.7、ZL200820184175.2、ZL200820184176.7分別公開的一種具有殺菌功能的飲水機、一種電解功能水杯、一種便攜式電解功能水制備ο但是，上述現(xiàn)有無隔膜式電解裝置均無法獲得寬范圍堿性(從弱堿性到強堿性，即PH值從7-13)的堿性還原水。1)上述的采用對電極施加高頻交流電壓或非對稱交流電壓的兩種電解裝置是為了解決達到飲用水標準的問題，最多只能生成作為飲用的中性或弱堿性的還原水；2)上述的采用對電極施加變頻直流脈沖電源的電解裝置，一是制取電解水時間過長；二是也只能得到弱堿性的還原水。
發(fā)明內容本發(fā)明解決的主要技術問題是提出一種通過電解有效制取具有寬范圍堿性和負氧化還原電位的堿性還原水的無隔膜電解裝置。為了解決上述主要技術問題，本發(fā)明提出的基本技術方案是一種堿性還原水無隔膜電解裝置，包括盛水容器和置放在盛水容器內的一對陰、陽電極，以及與所述陰、陽電極電連接的直流電源；所述陽電極主要由活性炭制成的活性炭電極構成，所述陰電極主要由金屬制成的金屬電極構成。迄今為止，制取功能水的電解裝置所使用的陰、陽電極組，習慣上均是采用相同的材質，如早期曾使用的石墨陰、陽電極組，現(xiàn)今經(jīng)常采用的鈦基表面涂敷活性涂層的陰、陽電極組，以及上述采用碳電極的陰、陽電極組。本發(fā)明則突破了這一傳統(tǒng)慣性思維，同時也突破了前述無隔膜電解裝置因生成電解氧化水與電解還原水不斷中和而無法單獨生成堿性還原水的傳統(tǒng)認識，開創(chuàng)性地(也是革命性地)在無隔膜電解裝置上實現(xiàn)全部生成堿性還原水。以下，本發(fā)明人進一步在理論上分析采用上述本發(fā)明基本技術方案的堿性還原水無隔膜電解裝置能夠生成堿性還原水的原因(1)堿性的形成對于現(xiàn)有無隔膜電解裝置來說，當含水盛水容器內的陰、陽電極加電后，水中的陽離子移向陰極得電子發(fā)生還原反應，水中的陰離子移向陽極失去電子發(fā)生氧化反應；同時水也被電解，水的氫鍵被打開，氫氣在陰極形成，氧氣則在陽極形成。陰極因失去氫離子(H+離子)使陰極附近水域含有較多的氫氧根離子(0H_)，具有還原性，呈現(xiàn)堿性。陽極因失去氫氧根離子(0H_)而使陽極附近水域水含有較多的氫離子(H+離子)，具有氧化性，呈現(xiàn)酸性。但本發(fā)明的陽電極是活性炭電極，由于活性炭擁有巨大比表面積及發(fā)達孔隙結構，具有極強的吸附離子能力，使得陽電極附近水被電解產(chǎn)生的氧氣和氫離子被緊緊吸附在活性炭內部而難以脫出(這點可從后面具體實施方式的實驗中得到驗證，即電解時陽電極處沒有氣泡形成)，很快即可導致水中氫離子和氫氧根離子的失衡，即水中的氫氧根離子數(shù)量遠大于氫離子數(shù)量，最終使水呈現(xiàn)堿性。本發(fā)明正是巧妙利用活性碳電極吸附氫離子，而金屬電極難以吸附離子的不同特性，創(chuàng)造性地實現(xiàn)電解水中氫離子和氫氧根離子的總量失衡來生成堿性水的。(2)負氧化還原電位的形成水在電解時，附著在陰極的氫離子在形成分子的過程中會先形成帶電子的單原子態(tài)氫也就是活性氫或叫還原氫00?；钚蕴侩姌O在電解情況下表面官能團發(fā)生反應，會有少量納米級的絡合物、螯合物和膠狀質物在官能團反應變化后脫落進入水中；同時活性炭制作時帶入的金屬也會形成納米級金屬離子進入水中，這些納米級的金屬離子、絡合物、螯合物、膠狀質物等具有吸附活性氫的性質。當活性氫附著在這些粒子上時，就形成懸浮在水中具有穩(wěn)定狀態(tài)的活性氫。這樣，隨著水中穩(wěn)定態(tài)活性氫的不斷積聚，很快可以使水的氧化還原電位持續(xù)降低，最終成為穩(wěn)定態(tài)的負氧化還原電位水。綜上，采用上述本發(fā)明基本技術方案的堿性還原水無隔膜電解裝置相比現(xiàn)有無隔膜電解裝置具有的有益效果是可以有效制取寬范圍堿性(在添加適當電解質的情況下還可以快速生成強堿性還原水)和負氧化還原電位的堿性還原水。現(xiàn)在回過頭來，看看前面
背景技術：
中提到的多個現(xiàn)有無隔膜電解裝置的技術文獻，就可以明白，上述理論分析揭示了現(xiàn)有無隔膜電解裝置
技術領域：
都未知曉的技術秘密，從而實現(xiàn)了現(xiàn)有無隔膜電解裝置都無法實現(xiàn)的單獨在無隔膜電解裝置上全部有效制取寬范圍堿性的堿性還原水。尤其是中國專利ZL200510093514.7公開的還原水生成裝置，由于該裝置的一對電極全是普通碳電極，即使控制施加正負電壓時間，其中作陽極的碳電極也不可避免地會析出碳，導致水中生成碳酸并影響負氧化還原電位的穩(wěn)定；此外該裝置控制碳粒子析出，反而不能得到穩(wěn)定負氧化還原電位的還原水。因此，上述本發(fā)明堿性還原水無隔膜電解裝置的基本技術方案所具有的含有活性炭的陽電極和金屬的陰電極這一技術特征具有突出的實質性特點。需要特別說明的是雖然上述本發(fā)明堿性還原水無隔膜電解裝置的基本技術方案中含有活性炭的陽電極和金屬的陰電極的電極組合貌似簡單，但卻是在本發(fā)明人長期大量實驗和不懈深入理論探求中獲得的，以上并包括以下的理論分析和認識都是本發(fā)明人經(jīng)過長期深入探索研究得到的，并非顯而易見。因此，上述本發(fā)明基本技術方案中含有活性炭的陽電極和金屬的陰電極構成的電極組相對現(xiàn)有技術是非顯而易見的。另一方面，即使將本發(fā)明基本技術方案看作一種電極材料的選擇組合方案，其獲得過程也是極其艱難的。因為對于作為電化學科學的電解水技術來說，取得顯著的進步并不僅僅體現(xiàn)在對電解裝置及其零部件的形狀結構的改進，有時往往是在材料的選擇上進行突破，從這個意義上說，上述本發(fā)明堿性還原水無隔膜電解裝置的基本技術方案可以說是絕無僅有的。本發(fā)明人經(jīng)過大量實驗研究發(fā)現(xiàn)，尚有其他因素會影響本發(fā)明堿性還原水無隔膜電解裝置的制水效果，為此對上述發(fā)明堿性還原水無隔膜電解裝置的基本技術方案作出以下改進上述基本技術方案的改進一是所述活性炭是燒結活性炭和壓結活性炭之一。本發(fā)明人經(jīng)進一步實驗和深入研究發(fā)現(xiàn)，水電解時，電能主要轉化為使水溫升高的熱能和使水發(fā)生電化學反應的化學能。隨電解電流加大，活性碳所獲得能量的增加有利于活性碳中納米級膠狀物、螯合物、絡合物等的持續(xù)析出融入水中，有利于活性氫的吸附，從而形成足夠的氧化還原負電位。然而，隨著電解持續(xù)進行和水中熱能的增加，會影響活性碳結構的穩(wěn)定性，進而從活性碳中析出碳并使得水中生成碳酸，導致水趨于酸性。因此，采用結構穩(wěn)定的燒結活性炭或壓結活性炭可以杜絕電解過程的析出碳。上述基本技術方案的改進二是所述直流電源的輸出電流范圍是10-1500毫安。本發(fā)明人經(jīng)進一步實驗和深入研究發(fā)現(xiàn)，提高電解電流，有利于打開水的分子鍵，但過高電流不僅能量消耗增大，又會使得活性炭中的有機物(活性炭制作時必然帶有，如酯類或醛類有機物)水解生成酸根基團，從而在水中生成有機酸，反過來降低PH值(降低堿性)。本發(fā)明人從長期實驗中獲得的上述輸出電流范圍，可以有效避免電解過程中活性炭中過量酸根基團的生成。上述基本技術方案的改進三是所述活性炭電極的比表面積范圍是500-2000m2/go本發(fā)明堿性還原水無隔膜電解裝置主要用于生成堿性還原水，除了材質飲用水安全指標外，對活性碳的要求與一般水處理用活性碳有所區(qū)別，特別要求是比表面積盡可能大(^500m2/g)，以具有對離子的強吸附力，從而利于獲得堿性還原水。上基本技術方案改進三的進一步改進是所述燒結活性炭的燒結溫度是700-1200°C，所述壓結活性炭的壓結壓力是0.5-4MPa。本發(fā)明人經(jīng)進一步實驗和深入研究總結出，燒結活性炭的燒結溫度和壓結活性炭的壓結壓力在上述范圍內時，所得到燒結活性炭和壓結活性炭的結構在電解時更為穩(wěn)定。上述基本技術方案的改進四是所述活性炭是由經(jīng)過納米級活化處理的椰炭、果炭和竹炭之一制成，并含有導電劑?；钚蕴家虿馁|、加工和活化工藝的不同，其孔隙性狀、比表面積、電導率也不同，最終適用的電壓、電流、電解時間周期要求也不同。普通椰碳、果碳或竹炭按常規(guī)活化工藝其比表面積通常在300m2/g左右，而經(jīng)特殊納米活化處理后則可做到大于2000m2/g；摻入適量導電石墨或炭黑等導電劑科提高活性碳作為電極的導電能力。本發(fā)明解決的次要技術問題是在解決上述主要問題的基礎上，進一步提高上述堿性還原水無隔膜電解裝置的電極導電性，并降低功率消耗。為了解決上述次要技術問題，本發(fā)明對上述技術方案的更進一步改進是所述陽電極還含有由金屬制成的輔助金屬電極，并由活性炭電極和輔助金屬電極緊密接觸形成復合陽電極。在本發(fā)明裝置中，雖然活性炭所具有的導電性能，可以使陽電極活化能力顯著提高，能以較低的電流密度提供較大的電流強度，且粒子間距小，傳質過程得以極大改善，但若單純采用上述活性碳電極作陽電極，為生成所需堿性還原水其電解電壓峰值可能超過36V安全電壓上限。使用以活性炭電極表面貼附輔助金屬電極(即構成復合陽電極)后，由于輔助金屬電極的導電性好于活性碳電極，二者協(xié)同在較低電壓和較小電解功率下可提供足夠電解電流，也使得本發(fā)明更易實用商品化。上述技術方案的又進一步改進是所述活性炭的電阻率范圍是0.5-6/Ω^mi。活性碳電極的電阻系數(shù)應盡可能小，這樣對于相同電解電流的電解電壓可以較低，減少功率消耗。上述技術方案的再進一步改進之一是所述輔助金屬電極貼附在陽電極表面的一部分，所述陽電極表面的另一部分面向所述陰電極。上述技術方案的再進一步改進之二是所述輔助金屬電極是鈦金屬網(wǎng)，所述活性碳電極包在鈦金屬網(wǎng)內。上述技術方案的再進一步改進之三是所述輔助金屬電極與活性炭電極燒結成一體。上述技術方案的衍生方案之一是所述盛水容器主要由金屬制成并且作為陰電極，所述陽電極置于盛水容器中。上述技術方案的衍生方案之二是所述盛水容器主要由活性炭制成并且作為陽電極，所述陰電極置于盛水容器中。上述衍生方案之一的改進一時所述盛水容器是不銹鋼圓筒，所述活性碳電極是竹炭經(jīng)納米級活化處理后壓制成圓餅狀并燒結制成；所述輔助金屬電極是園片狀鈦基表面涂敷鉬層，并嵌在活性炭電極上。上述衍生方案之一的改進二時所述陽電極呈圓柱環(huán)狀；所述輔助金屬電極是鈦板涂覆鉬氧化層并嵌在圓柱環(huán)狀活性碳電極的內環(huán)面，所述活性碳電極為普通椰殼活性碳添加導電劑壓制并干燥制成。上述衍生方案之二的改進時所述活性碳電極采用經(jīng)納米級活化處理的竹炭并加入導電劑燒制成圓筒狀，所述輔助金屬電極是鈦金屬網(wǎng)并緊實包覆在活性碳電極外表面構成圓筒狀復合陽電極，所述復合陽電極預埋鈦螺釘，所述螺釘穿過輔助金屬電極和活性碳電極側壁與直流電源的正極連接，所述陰電極為圓柱狀并置于復合陽電極的內部正中。上述技術方案的完善是所述金屬是銅、鐵、鋁、不銹鋼、合金和鈦之一，所述輔助金屬電極的表面涂覆有惰性金屬層，所述惰性金屬層是鉬族氧化層。下面結合附圖對本發(fā)明的堿性還原水無隔膜電解裝置作進一步說明。圖1是現(xiàn)有無隔膜電解裝置的結構示意圖。圖2是本發(fā)明實施例一堿性還原水無隔膜電解裝置的結構示意圖。圖3是本發(fā)明實施例二堿性還原水無隔膜電解裝置的結構示意圖。圖4是本發(fā)明實施例三堿性還原水無隔膜電解裝置的結構示意圖。圖5是本發(fā)明實施例四堿性還原水無隔膜電解裝置的結構示意圖。圖6是本發(fā)明實施例五堿性還原水無隔膜電解裝置的結構示意圖。圖7是本發(fā)明實施例六堿性還原水無隔膜電解裝置的結構示意圖。圖8是圖7中A-A向截面圖。圖9本發(fā)明實施例七堿性還原水無隔膜電解裝置的結構示意圖。圖10是圖9中B-B向截面圖。圖11本發(fā)明實施例八堿性還原水無隔膜電解裝置的結構示意圖。具體實施例方式實施例一本實施例的堿性還原水無隔膜電解裝置如圖2所示，包括盛水容器1和置放在盛水容器1內的一對陰、陽電極2、3，以及與陰、陽電極2、3電連接的直流電源4。陽電極3是由活性炭制成的板狀活性炭電極，活性炭具體是采用優(yōu)質椰殼顆粒活性碳并添加炭黑，力口入適量聚四氟乙烯乳液粘接劑，在成型模具中以IMPa壓力壓結，然后在220°C溫度下干燥，最后剪裁而成。陰電極2是由鈦板表面涂惰性金屬層(鉬層)制成的板狀金屬電極。陰、陽電極2、3的幾何形狀相同但厚度不同，均是120mmX80mm，厚度0.3mm,陰電極2厚度0.3mm,陽電極3厚度15mm?；钚蕴侩姌O在實驗前用純凈水清洗烹煮20分鐘后使用。直流電源4采用變頻脈沖直流電源，其輸出峰值電壓范圍是3-220伏，其峰值電流范圍是5-100毫安。電解容器槽3由塑料或其他非導電材料制成?；钚蕴侩姌O的比表面積620m2/g，其電阻率5.7/Ω·cnT1。本發(fā)明人將本實施例的堿性還原水無隔膜電解裝置與圖1所示的現(xiàn)有還原水電解裝置進行對比實驗，實驗條件和過程還有1)源水選取純凈水(市售“水森活”牌桶裝純凈水)；2)電解制水期間，控制每一制水周期內電流平均值為35毫安；3)制水周期按每3分鐘遞增，觀察每一電解周期內各電極表面有無氣泡產(chǎn)生；4)每一制水周期完成后，將電解槽內水完全倒出至外部容器，充分混合并靜置2分鐘后測量PH值、ORP值(負氧化還原電位值)，測量完畢重新注入新水做下一電解周期實驗。本實施例堿性還原水無隔膜電解裝置實驗的數(shù)據(jù)如表1-1。現(xiàn)有還原水電解裝置的陰極和陽極均為鈦基鍍鉬族氧化，其余條件與以上實驗條件相同，實驗數(shù)據(jù)如表1-2。表1-1(本實施例)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表1-2(現(xiàn)有)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實施例二本實施例的堿性還原水無隔膜電解裝置如圖3所示，其結構組成與實施例一基本相同，不同的是1)陽電板3還含有由金屬制成的輔助金屬電極5，輔助金屬電極5貼附在活性炭電極表面的一部分(一側)并與活性炭電極構成復合電極，活性炭電極表面的另一部分(另一側)面向陰電板2，輔助金屬電極5采用與陰電板2相同的鈦基表面涂敷鉬；2)直流電源為輸出電壓30V、電流2A的直流穩(wěn)壓電源；3)活性炭是采用優(yōu)質竹碳添加炭黑并經(jīng)納米活化處理成型，在750°C溫度下燒結，最后剪裁而成?；钚蕴侩姌O的比表面積870m2/g，其電阻率3.2/Ω·cm1。本發(fā)明人將本實施例的堿性還原水無隔膜電解裝置與圖2所示的現(xiàn)有還原水電解裝置同樣進行對比實驗，實驗條件還有1)源水為南京市供自來水；2)制水期間在各制水周期內均保持恒定電流150毫安。實驗結果分別見表2-1和表2-2。表2-1(本實施例)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表2-2(本實施例)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實施例三本實施例的堿性還原水無隔膜電解裝置如圖4所示，其結構組成與實施例二基本相同，不同的是1)輔助金屬電極5是由鈦金屬網(wǎng)制成120mmX80mmX15mm板網(wǎng)，活性碳包在板網(wǎng)內；2)陰、陽電極2、3放置在盛水容器1內的位置與實施例二中的位置相比正好旋轉90度；3)活性碳在900°C溫度下燒結，活性炭電極的比表面積950m2/g，其電阻率2.6/Ω·cm1；4)直流電源是由220伏市電經(jīng)變壓器隔離、全波整流后形成，輸出電壓18V、電流IA0本發(fā)明人將本實施例的堿性還原水無隔膜電解裝置與圖2所示的現(xiàn)有還原水電解裝置同樣進行對比實驗，實驗條件還有1)源水為市售“水森活”牌桶裝礦泉水，電解時平均電流保持230mA。實驗結果分別見表3-1和表3_2。表3-1(本實施例)市售桶裝礦泉水TDS=32水溫攝氏23度<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表3-2(現(xiàn)有)<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>通過以上實施例一、實施例二和實施例三的三組對比實驗數(shù)據(jù)表明，采用含活性炭電極的陽電極和由鈦基鍍鉬電極構成的陰電極，可成功制出堿性水還原水，其中由輔助金屬電極5與活性炭電極形成的復合陽電極制取的堿性水還原水更為理想。但現(xiàn)有陰、陽兩電極均采用鈦基鍍鉬層的，則不能制得所需堿性水還原水。而且在每一周期電解過程中，均可明顯觀察到陰電極有大量氣泡生成，而陽電極卻始終無任何氣泡產(chǎn)生，這就證實了前述
發(fā)明內容的理論分析中所述陽電極附近水被電解產(chǎn)生的氧氣和氫離子被緊緊吸附在活性炭內部而難以脫出。實施例四本實施例的堿性還原水無隔膜電解裝置如圖5所示，其結構組成與實施例二基本相同，不同的是陰、陽電極2、3放置在盛水容器1內的位置與實施例二中的位置相比正好旋轉45度。實施例五本實施例的堿性還原水無隔膜電解裝置如圖6所示，是在實施例二基礎上的改進，除與實施例二相同以外所不同的是1)盛水容器1是不銹鋼圓筒并且作為陰電極2，不銹鋼圓筒的直徑120mm，高180mm，內盛水1.6升；2)作為復合陽電極3—部分的活性碳電極是竹炭經(jīng)納米級活化處理后壓制成圓餅狀并在1000°C溫度下燒結制成(直徑65mm，高20mm)，輔助金屬電極5為園片狀鈦基表面涂敷鉬層(直徑30mm，厚5mm)并嵌在活性炭電極上，從而形成復合陽電極3;3)復合陽電極3置于不銹鋼圓筒內中上部；4)直流電源為直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓30V、電流IA；5)活性炭電極的比表面積1250m2/g，其電阻率2.1/Ω·cnT1。本發(fā)明人以南京市供自來水、市售桶裝純凈水為源水，分別裝入本實施例的堿性還原水無隔膜電解裝置進行實驗，實驗條件和過程是將裝入源水的本實施例裝置放在加熱裝置上(如微波爐)，將水燒開，每隔3-5分鐘取水測量，整個實驗期間均保持200ma恒定直流電流值，測試結果見表7。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>實施例六本實施例的堿性還原水無隔膜電解裝置如圖7、圖8所示，是在實施例二基礎上的改進，除與實施例二相同以外所不同的是1)作為復合陽電極3—部分的活性碳電極采用經(jīng)納米級活化處理的竹炭并加入導電劑燒制成圓筒狀(外徑110mm、內徑75mm、高160mm)，燒結溫度1050°C；2)輔助金屬電極5是鈦金屬網(wǎng)并緊實包覆在活性碳電極圓筒外表面構成圓筒狀復合陽電極；3)復合陽電極3預埋不銹鋼螺釘6，螺釘6穿過輔助金屬電極5和活性碳電極側壁與直流電源的正極連接；4)陰電極2為圓柱狀(外徑30mm、高100mm、壁厚0.5mm)，圓柱狀陰電極2置于筒狀復合陽電極3的內部正中；5)電源采用可變脈沖直流電源，其輸出峰值電壓范圍是30-150伏，其峰值電流范圍是100-1000毫安；6)活性炭電極的比表面積1430m2/g，其電阻率0.8/Ω·cm1。為驗證快速制取強堿性還原水效果，本發(fā)明人分別以1)山東淄博市自來水(TDS=870mg/L)為源水；2)以南京市供自來水為源水(TDS=198mg/L)，加入少量食鹽(NaCl)攪拌混合，混合后水的TDS=1500mg/L。裝入本實施例的堿性還原水無隔膜電解裝置進行實驗，實驗期間電壓平均值為65V，實驗期間電流平均值為分別為800毫安(淄博市自來水)和1000毫安(南京自來水加鹽)，實驗結果見表5-1，5-2。表5-1山東淄博市自來水TDS-87Omg/L水溫攝氏21度—制水時間(分4卞)PHORP-mv<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>(南京自來水加鹽)混合水TDS=I5OO水溫攝氏23度制水時間(分鐘)__PH__ORP-mv_<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>實施例七本實施例的堿性還原水無隔膜電解裝置如圖9、圖10所示，是在實施例五基礎上的改進，除與實施例五相同以外所不同的是1)陰電極2的不銹鋼圓筒直徑254mm，高395mm,內盛水18升；2)復合陽電極3整體均呈圓柱環(huán)狀，其中輔助金屬電極5(直徑56mm、高197mm)是鈦板涂覆鉬氧化層并嵌在圓柱環(huán)狀活性碳電極的內環(huán)面，活性碳電極為普通椰殼活性碳添加導電劑壓制并干燥制成，壓制壓力3MPa;3)活性炭電極的比表面積650m2/g，其電阻率4.8/Ω·cm1。本發(fā)明人以南京市供自來水、市售桶裝純凈水、市售桶裝礦泉水為源水分別裝入本實施例的堿性還原水無隔膜電解裝置進行實驗，實驗中均保持IOOma恒定直流電解電流值，測試結果見表6。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>通過以上實施例五、實施例六和實施例七的實驗數(shù)據(jù)表明，采用含活性炭電極的陽電極和由鈦基鍍鉬電極構成的陰電極，無論采用何種源水均可成功制出所需的堿性水還原水。實施例八本實施例的堿性還原水無隔膜電解裝置如圖11所示，是在實施例七基礎上的改進，除與實施例七相同以外所不同的是輔助金屬電極5以粉末冶金工藝燒結在活性炭電極內部和外部，與活性炭形成一體的復合陽電極。顯然，上述實施例的堿性還原水無隔膜電解裝置可以想見的變化有1)制作陰電極2和輔助金屬電極5的金屬除了鈦以外還可以是銅、鐵、鋁、不銹鋼和合金之一，惰性金屬層也可以是釕層、銠層等鉬族氧化層；2)上述各實施例的技術方案彼此可以互相組合；等寸。本發(fā)明的不局限于上述實施例所述的具體技術方案，凡采用等同替換形成的技術方案均為本發(fā)明要求的保護范圍。權利要求一種堿性還原水無隔膜電解裝置，包括盛水容器和置放在盛水容器內的一對陰、陽電極，以及與所述陰、陽電極電連接的直流電源；其特征在于所述陽電極主要由活性炭制成的活性炭電極構成，所述陰電極主要由金屬制成的金屬電極構成。2.根據(jù)權利要求1所述堿性還原水無隔膜電解裝置，其特征在于所述活性炭是燒結活性炭和壓結活性炭之一。3.根據(jù)權利要求2所述堿性還原水無隔膜電解裝置，其特征在于所述直流電源的輸出電流范圍是10-1500毫安。4.根據(jù)權利要求3所述堿性還原水無隔膜電解裝置，其特征在于所述活性炭電極的比表面積范圍是500-2000m2/g。5.根據(jù)權利要求4所述堿性還原水無隔膜電解裝置，其特征在于所述燒結活性炭的燒結溫度是700-1200°C，所述壓結活性炭的壓結壓力是0.5-4MPa。6.根據(jù)權利要求5所述堿性還原水無隔膜電解裝置，其特征在于所述活性炭是由經(jīng)過納米級活化處理的椰炭、果炭和竹炭之一制成，并含有導電劑。7.根據(jù)權利要求6所述堿性還原水無隔膜電解裝置，其特征在于所述陽電極還含有由金屬制成的輔助金屬電極，并由活性炭電極和輔助金屬電極緊密接觸形成復合陽電極。8.根據(jù)權利要求7所述堿性還原水無隔膜電解裝置，其特征在于所述活性炭的電阻率范圍是0.5-6/Ω·cnT1。9.根據(jù)權利要求8所述堿性還原水無隔膜電解裝置，其特征在于所述輔助金屬電極貼附在陽電極表面的一部分，所述陽電極表面的另一部分面向所述陰電極。10.根據(jù)權利要求8所述堿性還原水無隔膜電解裝置，其特征在于所述輔助金屬電極是鈦金屬網(wǎng)，所述活性碳電極包在鈦金屬網(wǎng)內。11.根據(jù)權利要求8所述堿性還原水無隔膜電解裝置，其特征在于所述輔助金屬電極與活性炭電極燒結成一體。12.根據(jù)權利要求1-8之任一所述堿性還原水無隔膜電解裝置，其特征在于所述盛水容器主要由金屬制成并且作為陰電極，所述陽電極置于盛水容器中。13.根據(jù)權利要求1-8之任一所述堿性還原水無隔膜電解裝置，其特征在于所述盛水容器主要由活性炭制成并且作為陽電極，所述陰電極置于盛水容器中。14.根據(jù)權利要求12所述堿性還原水無隔膜電解裝置，其特征在于所述盛水容器是不銹鋼圓筒，所述活性碳電極是竹炭經(jīng)納米級活化處理后壓制成圓餅狀并燒結制成；所述輔助金屬電極是園片狀鈦基表面涂敷鉬層，并嵌在活性炭電極上。15.根據(jù)權利要求12所述堿性還原水無隔膜電解裝置，其特征在于所述陽電極呈圓柱環(huán)狀；所述輔助金屬電極是鈦板涂覆鉬氧化層并嵌在圓柱環(huán)狀活性碳電極的內環(huán)面，所述活性碳電極為普通椰殼活性碳添加導電劑壓制并干燥制成。16.根據(jù)權利要求13所述堿性還原水無隔膜電解裝置，其特征在于所述活性碳電極采用經(jīng)納米級活化處理的竹炭并加入導電劑燒制成圓筒狀，所述輔助金屬電極是鈦金屬網(wǎng)并緊實包覆在活性碳電極外表面構成圓筒狀復合陽電極，所述復合陽電極預埋鈦螺釘，所述螺釘穿過輔助金屬電極和活性碳電極側壁與直流電源的正極連接，所述陰電極為圓柱狀并置于復合陽電極的內部正中。17.根據(jù)權利要求1-8之任一所述金屬是銅、鐵、鋁、不銹鋼、合金和鈦之一，所述輔助金屬電極的表面涂覆有惰性金屬層，所述惰性金屬層是鉬族氧化層全文摘要本發(fā)明涉及一種堿性還原水無隔膜電解裝置，屬于電解功能水裝置
技術領域：
。該裝置包括盛水容器和置放在盛水容器內的一對陰、陽電極，以及與所述陰、陽電極電連接的直流電源；所述陽電極主要由活性炭制成的活性炭電極構成，所述陰電極主要由金屬制成的金屬電極構成。該裝置通過采用主要由活性炭電極和金屬電極組成的陰、陽電極組，可以有效得到寬范圍堿性(pH值從7到13)和負氧化還原電位的堿性還原功能水；并且可以減少電解功率消耗。文檔編號C02F1/461GK101805046SQ20101012065公開日2010年8月18日申請日期2010年3月10日優(yōu)先權日2010年3月10日發(fā)明者肖志邦申請人:肖志邦