电解水生产设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种电解水生产设备及方法。本发明专利技术的装置包括壳体、隔膜、第一电极和第二电极；所述的隔膜将所述的壳体分隔为第一电解室和第二电解室，所述第一电极和所述第二电极分别设置在所述第一电解室和所述第二电解室中；所述第一电极包括不锈钢基材、二氧化钛涂层和含铈的铂镀层；所述的二氧化钛涂层设置在不锈钢基材外表面，其厚度为5～10微米；所述的含铈的铂镀层设置在二氧化钛涂层外表面，其厚度为3～10微米；基于含铈的铂镀层的总重量，所述的含铈的铂镀层含有0.5～10wt％的铈。本发明专利技术采用带有二氧化钛涂层和含铈的铂镀层的不锈钢基材，降低了生产成本，并且使用稳定性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电解水生产设备及方法，尤其是使用稳定性好的电解水生产设备及方法。
技术介绍
电解水生成装置可以生成电解水，主要包括碱性水、弱酸性水、强酸性水等。电极和分离膜都是电解水生成装置的核心设备，它们与电解水的质量存在密切的关系。CN205099424U公开了一种电极可除垢电解水装置，其包括由电解槽壳体、阳极和阴极构成的电解槽，电解槽壳体上设有阳极、阴极，阳极、阴极分别通过导线连接倒极电路，倒极电路分别通过导线连接控制电路及电解槽电源，电解槽壳体上设有超声波换能器，超声波换能器通过导线连接换能器驱动电路，换能器驱动电路通过导线连接控制电路。该电解水装置可以降低电极表面水垢生成来保护电极，但是不能防止电极渗出有害金属离子。为了防止电解水生成装置的电极渗出有害金属离子，通常采用铂钛电极作为电解水生成装置的阳极。但是，铂钛电极价格昂贵，这导致电解水生成装置的生产成本居高不下，严重制约了其推广应用。因此，需要廉价的电极以替代铂钛电极。CN202440350U公开了一种用于自来水电解分离的装置，由离子交换膜、钛合金阳极、不锈钢阴极、电解室、上端盖、下端盖构成，离子交换膜安装在钛合金阳极与不锈钢阴极之间，钛合金阳极安装在电解室的一侧，不锈钢阴极安装在电解室的另一侧，电解室固定在上端盖与下端盖之间。该专利文献在钛合金阳极的表面烧接有钌铱金属层，代替了在钛合金阳极上电镀的铂金，节约了成本，但是其价格依然较高。又如，CN104562078A公开了一种电解用电极，该电解用电极包括导电性基材和活性涂层，所述导电性基材为包含钛或钛合金的基材，所述活性涂层至少包含底层涂层和表层涂层，所述底层涂层包含钛氧化物、铱氧化物和钌氧化物，所述表层涂层包含铱氧化物、钌氧化物、钛氧化物、以及钯、铂中的一种或两种元素的金属或氧化物。该专利文献的电解用电极采用了双层涂层，相比只含有钌、铱、钛的单层涂层，其电极活性更好，且电极的析氯电位低，析氧电位高，电极的使用寿命更长，电解稳定性更好。但是，该专利文献中依然使用钛或钛合金作为基材，造成电极的成本依然较高。因此，目前迫切需要一种电解水生产设备，其生产成本较低，并且生产的电解水中基本上不含六价铬。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种电解水生产设备，其生产成本较低。本专利技术的进一步的目的在于提供一种电解水生产设备，其生产的电解水中基本上不含六价铬，使用稳定性好。本专利技术的另一个目的在于提供一种电解水生产方法，其可以降低生产成本，长时间稳定地获得基本上不含六价铬的电解水。本申请的专利技术人发现如下技术方案可以实现上述目的。本专利技术提供一种电解水生产设备，其包括壳体、隔膜、第一电极和第二电极；所述的隔膜将所述的壳体分隔为第一电解室和第二电解室，所述第一电极和所述第二电极分别设置在所述第一电解室和所述第二电解室中；所述第一电极包括不锈钢基材、二氧化钛涂层和含铈的铂镀层；所述的二氧化钛涂层设置在不锈钢基材外表面，其厚度为5～10微米；所述的含铈的铂镀层设置在二氧化钛涂层外表面，其厚度为3～10微米；基于含铈的铂镀层的总重量，所述的含铈的铂镀层含有0.5～10wt％的铈。根据本专利技术所述的设备，优选地，所述的二氧化钛涂层的厚度为6～9微米；所述的含铈的铂镀层的厚度为5～8微米；基于含铈的铂镀层的总重量，所述的含铈的铂镀层含有1～8wt％的铈。根据本专利技术所述的设备，优选地，所述的二氧化钛涂层的厚度为7～8微米；所述的含铈的铂镀层的厚度为6～7微米；基于含铈的铂镀层的总重量，所述的含铈的铂镀层含有3～6wt％的铈。根据本专利技术所述的设备，优选地，所述第二电极包括基材和覆盖层，所述的基材选自不锈钢、钛或钛合金，所述的覆盖层选自铂、铱、钯、钽的一种或多种。根据本专利技术所述的设备，优选地，所述的隔膜为具有透水性的连续多孔质膜，其孔径为15～190nm。根据本专利技术所述的设备，优选地，所述第一电解室的下部设置有第一进水口，所述第一电解室的上部设置有第一出水口；所述第二电解室的下部设置有第二进水口，所述第二电解室的上部设置有第二出水口。本专利技术还提供利用上述设备生产电解水的方法，其包括电解水工序：向第一电解室供给第一种水，向第二电解室供给第二种水，对第一电极和第二电极施加电压，从而形成电解水。根据本专利技术所述的方法，优选地，所述的第一种水为含氯离子的水，所述的第二种水为自来水。根据本专利技术所述的方法，优选地，在所述电解水工序中，隔膜两侧的水压差为±5.5kPa以内。根据本专利技术所述的方法，优选地，所述的方法还包括第一电极的制备工序:(1)将不锈钢基材采用80～110目的砂纸打磨，将打磨后的不锈钢基材在30～45℃下用碱性除油剂浸泡进行除油，然后在酸性溶液中浸蚀活化60～80秒得到预处理基材；(2)将所述预处理基材置于六氟钛酸铵和硼酸形成的混合溶液中，于35～55℃下浸泡10～50小时后取出晾干，然后在惰性气体保护下、在500～700℃下热处理50～80分钟，自然冷却后得到含二氧化钛涂层的电解用电极；其中，所述混合溶液中的六氟钛酸铵浓度为0.2～0.35mol/L、并且硼酸浓度为0.2～0.35mol/L；(3)将所述含二氧化钛涂层的电解用电极作为阴极、铂网为阳极，以包含铈化合物和铂化合物的溶液为电镀液，在所述含二氧化钛涂层的电解用电极上形成含铈的铂镀层，从而得到第一电极；其中，所述铈化合物选自硫酸铈、硝酸铈或氯化铈；所述的铂化合物选自二亚硝基二氨合铂或氯铂酸。本专利技术的电解水生产设备，第一电极的基材为不锈钢材质，相对于钛或者钛合金要便宜许多。本专利技术在不锈钢基材上形成二氧化钛涂层和铂镀层，并且添加铈元素，这样保证了电解用电极的使用稳定性，例如在长时间的使用过程中保证不锈钢中的六价铬不会渗入电解水中。附图说明图1是实施例1的电解水生产设备，其中：1-壳体，2-隔膜，21-第一电解室，22-第二电解室，31-第一电极，32-第二电极，41-第一进水口，42-第二进水口，51-第一出水口，52-第二出水口，6-电流调整单元，7-电源。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。在本专利技术中，“不锈钢”表示在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的合金钢，包括但不限于马氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢、奥氏体型不锈钢、马氏体型不锈钢、铁素体-奥氏体型不锈钢。本专利技术的不锈钢中可以含有铬，其含量可以在12％以上。除了铬外，本专利技术的不锈钢可以加入能使钢钝化的镍、钼等元素。在本专利技术中，所谓“A设置在B的外表面”，并不是严格意义上的A将B完全包裹，A、B之间可能存在相互重叠、交叉、相互渗透的关系。<电解水生产设备>本专利技术的电解水生产设备包括壳体、隔膜、第一电极和第二电极；所述的隔膜将所述的壳体分隔为第一电解室和第二电解室，所述第一电极和所述第二电极分别设置在所述第一电解室和所述第二电解室中。本专利技术的电解水生产设备还可以包括电流调整单元和电源。本专利技术的壳体可以采用耐酸耐碱的材料制成，其形状可以为矩形箱体或者不规则的形状，其可以一体成型或由不同的挡板焊接而成。本专利技术的壳体可以为两室结构、三室结构和多室结构，优选为两室结构。本专利技术的隔膜将所述的壳体分隔为第一电解室和第二电解室。如果隔膜为一片，则为两室结构；如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解水生产设备，其特征在于，所述的装置包括壳体、隔膜、第一电极和第二电极；所述的隔膜将所述的壳体分隔为第一电解室和第二电解室，所述第一电极和所述第二电极分别设置在所述第一电解室和所述第二电解室中；所述第一电极包括不锈钢基材、二氧化钛涂层和含铈的铂镀层；所述的二氧化钛涂层设置在不锈钢基材外表面，其厚度为5～10微米；所述的含铈的铂镀层设置在二氧化钛涂层外表面，其厚度为3～10微米；基于含铈的铂镀层的总重量，所述的含铈的铂镀层含有0.5～10wt％的铈。

【技术特征摘要】
1.一种电解水生产设备，其特征在于，所述的装置包括壳体、隔膜、第一电极和第二电极；所述的隔膜将所述的壳体分隔为第一电解室和第二电解室，所述第一电极和所述第二电极分别设置在所述第一电解室和所述第二电解室中；所述第一电极包括不锈钢基材、二氧化钛涂层和含铈的铂镀层；所述的二氧化钛涂层设置在不锈钢基材外表面，其厚度为5～10微米；所述的含铈的铂镀层设置在二氧化钛涂层外表面，其厚度为3～10微米；基于含铈的铂镀层的总重量，所述的含铈的铂镀层含有0.5～10wt％的铈。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述的二氧化钛涂层的厚度为6～9微米；所述的含铈的铂镀层的厚度为5～8微米；基于含铈的铂镀层的总重量，所述的含铈的铂镀层含有1～8wt％的铈。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述的二氧化钛涂层的厚度为7～8微米；所述的含铈的铂镀层的厚度为6～7微米；基于含铈的铂镀层的总重量，所述的含铈的铂镀层含有3～6wt％的铈。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述第二电极包括基材和覆盖层，所述的基材选自不锈钢、钛或钛合金，所述的覆盖层选自铂、铱、钯、钽的一种或多种。5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述的隔膜为具有透水性的连续多孔质膜，其孔径为15～190nm。6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述第一电解室的下部设置有第一进水口，所述第一电解室的上部设置有第一出水口；所述第二电解室的下部设置有第二进水口，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋玉琴，
申请(专利权)人：宋玉琴，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15