具有聚合物电极的电解设备以及制备和使用方法技术

本发明专利技术提供了利用至少一个填充有碳的聚合物电极而以电解方式产生所需产物的低成本方法和设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有至少一个聚合物电极的电解设备且本专利技术涉及构 造与使用该设备的方法，特别是，本专利技术涉及包括至少一个聚合物电极 的电解设备，所述至少一个聚合物电极以电解方式产生氧化物质。
技术介绍
已经披露了通过电解方式产生的消毒溶液。例如，Barger等在美 国专利No. 6， 255， 270中披露了具有电解消毒辅助剂的清洗和消毒组合 物。Tremblay等在公开号为No. 2003/0042134的美国专利申请中披露 了一种用于在溶液中产生氧化剂的高效电解池。实际上，Logan在美国 专利No. 2, 163,793中披露了以电解方式产生二氧化氯。Kadlec等在美国专利No. 6, 869, 518中披露了以电化学方式产生 二氧化氯的内容。Chen等在美国专利No. 6, 921, 521中披露了一种采用 矿物酸介质中的碱性氯酸盐和尿素作为还原剂来产生二氧化氯的方法。 Scheper等在美国专利No. 6， 921， 743中披露了包含二氧化卣素盐的自 动洗碟组合物和与电化学池和/或电解装置一起使用的方法。Price等在 公开号为No. 2003/0213503的美国专利申请中披露了基于信号的用于 进行自动洗碟的电化学方法。Scheper等在公开号为No. 2003/0213704的美国专利申请中披露 了 一种整套独立的自供电的电解装置以便改进自动洗碟的性能。Herrington在美国专利No. 7, 008, 523中披露了一种用于对表面 和使用部位进行消毒的电解池。Tremblay等在公开号为No. 2004/0149571的美国专利申请中披露了用于在用具中产生二氧化卣素 的电解池。Tremblay等在美国专利No. 7， 048， 842中披露了一种用于产 生二氧化氯的电解池。Roensch等在美国专利No. 7, 077， 995披露了 一种用于以局部产生 的二氧化氯对水溶液体系进行处理的方法。
技术实现思路
根据一个或多个实施例，本专利技术涉及一种电解设备，所述电解设备 包括具有至少一个填充有碳的聚合物电极的电解池。根据一个或多个实施例，本专利技术涉及一种方法，所述方法包括提供 具有至少一个装填有碳的聚合物电极的电解池。附图说明本申请中的附图并不是按比例进行绘制的。为清晰起见，图中并未 标出所有的部件。图1示出了根据本专利技术的一个或多个实施例的电解设备。具体实施方式本专利技术可提供电解设备、利用 一个或多个电解设备的系统以及涉及 这些电解装置的技术。根据一些方面，本专利技术的一个或多个实施例涉及 具有至少一个聚合物电极的电解装置。在一些实例中，本专利技术的电解装 置可包括多个聚合物电极。例如，该电解装置可具有包括聚合物材料的 用作阴极的至少一个电极并且可选地可具有包括相同或不同的聚合物 材料的用作阳极的一个或多个电极。在一些实例中，该聚合物电极可萍皮 认为装填有导电组分。在一些方面中，与常规电极相比，本专利技术提供了 成本相对较低但具有相当性能的部件。该聚合物电极可以是填充有碳的 聚合物电极。进一步的实施例可涉及利用促进了通过本专利技术的设备的一个或多个聚合物电极来传导或传输所施加的电流的其它部件。所述聚合 物电极可进一步包括一个或多个电芯或电部件，所述一个或多个电芯或电部件提供了在整个电极本体范围内的导电性。例如，该电解池可具有 阳极和阴极，所述阳极和阴极中的任一电极可以是或二者可都是其中埋 置有至少一个金属芯的聚合物电极。所述金属芯因此用来以导电方式传 导电流并降低通过电极产生电阻梯度的可能性。本专利技术的电解装置可用来以电催化方式由一种或多种前驱物质产 生一种或多种产物。本专利技术的一些包括本专利技术的多个电解装置的方面可 涉及产生氧化物质。具体而言，本专利技术的一些方面可涉及以电解方式产 生一种或多种卣代氧化剂。例如，本专利技术的一个或多个电解实施例可包 括以电解方式产生氯化、溴化或氟化化合物或其混合物，所述化合物或 其混合物可对一种或多种目标化合物进行氧化，所述目标化合物的非限制性实例包括细菌。根据本专利技术的一些特别有利的实施例，本专利技术的多 个电解实施例可用来产生氯、次氯酸物质和二氧化氯中的一种或多种物 质。进一步地，本专利技术的一些实施例提供了一种氧化物质，所述氧化物 质可存在于或被包含在原位产生的消毒溶液中，从而通常用于立即输送 和使用。正如本文所使用地，消毒指的是至少部分地使有机体在生物学 上没有活性或变为惰性或不能进一步繁殖或进行菌落增殖。本专利技术进一步的特定实施例涉及提供一种包括至少一个聚合物电 极的电解设备。以下的描述涉及产生二氧化氯，但本专利技术不限于此且本 专利技术可用来产生其它所需物质。图1示例性地示出的本专利技术的一个或多个实施例中的电解设备可具有一个或多个电解池110，所述电解池中的 一个或多个电解池可包括至少一个阴极112和至少一个阳极114。电解 设备100可进一步包括一个或多个电解质源，所述一个或多个电解质源 与电解池110流体连通或至少能够与所述电解池110流体连通。多个电 解质流体源可用来以柔性方式提供由设备操作者选择性地选择的功能。 因此，例如，电解设备可包括第一电解质的第一或主要电解质源，所述 第 一 电解质包括一种或多种前驱化合物，且所述电解设备可包括第二电 解质的另一可选或增补电解质源，所述第二电解质包括一种或多种其它 可选前驱化合物。所述电解质可进一步包括选自以下组群中的至少一种 氧化剂，所述组群包括氯酸盐、高氯酸盐、次石盐、高锰酸盐、铬酸盐 和过氧化物。在其它实例中，所述电解质可由岩盐或面化物如亚氯酸盐 或氯化物组成或者基本上由岩盐或卣化物如亚氯酸盐或氯化物组成。该电解池可通过入口孔102被流体连接至电解流体源。池110进一 步包括用于将所产生的产物输送至使用部位的至少一个出口孔104。池 110具有本体114,所述本体包含腔体106，在运行过程中所述腔体内充 注有来自一个或多个电解质源的电解质，所述电解质中具有至少一种前 驱物质。池110进一步具有被连接至电源130的阳极112。本体114还 可用作阴极且如图所示通过被至少部分地埋置在本体114内的一个或多 个金属导电芯115而被电连接至电源130。通常情况下，构件120可对 阳极112进行紧固并使所述阳极与阴极本体114电绝缘。因此，本专利技术 的一些电解池可包括本体114，所述本体用来包含电解质且有利于以电 解的方式将前驱化合物转化成一种或多种产生的氧化化合物。在其它可 选实施例中，电解池的本体可用作阳极。本专利技术的该方面尤其促进生产其中采用了聚合物材料的电解池。因 此，本专利技术的一些方面可提供一种被构造成包含电解质的可浇铸或可模 制成型的电极。在运行过程中，通过电解池来传导所施加的电流以便由被传送进入 池内的电解质流体中的一种或多种前驱化合物产生一种或多种所需化 合物。例如，可在电解池的电极处或在所述电极附近，通常在所述电解 池的阳极处或在所述阳极附近，由电解质中的前驱亚氯酸盐物质产生二 氧化氯。在本专利技术的一些特定实施例中，岩盐化合物可以电解方式被转 化以便提供包括二氧化氯的消毒或除臭溶液。其它适当的所需或附属反 应可受益于此，这包括那些产生次氯酸物质、氯和其它氧化物质的反应。然而，在本文中应该注意到电解质中还可存在辅助的氧化物质。可通过一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解设备，包括具有至少一个填充有碳的聚合物电极的电解池。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-5-8 60/746,703书及其等效方式的范围内；可通过 除特定描述方式以外的方式来实施本发明。此外，还应该意识到本发明涉及本文所述的每个特征、系统、子 系统或技术以及本文所述的两个或多个特征、系统、子系统或技术的任 何组合，且如果这种特征、系统、子系统和技术彼此不协调，则两个或 多个特征、系统、子系统和/或方法的任何组合，被认为处于权利要求 限定的本发明的范围内。进一步地，对于仅结合一个实施例讨论的步骤、 元件和特征而言，并不旨在排除其在其它实施例中发挥的相似作用。如本文中所使用地，术语多个(plurality)指的是两个或多 个制品或部件。术语包括(comprising)，，、包^ ( including )，，、 带有(carrying)，，、具有(having)，，、包含(containing)，， 和含有(involving)，，，无论在说明书还是在权利要求书和类似表 述中，都是开放性术语，即旨在意味着包括但不限于，，。因此，这种 术语的使用旨在包括其后列举的制品，及其等效方式，以及附加的制品。对于权利要求书而言，仅有过渡性短语由......组成(cons is t ing of )和基本上由......组成(consisting essentially of)，，才分另l]是封闭或半封闭的过渡性短语。在权利要求书中利用顺序性术语如第一 (first)，，、第二 (second)，，、第三(third)和类似术语来 修饰权利要求书中的元件的情况下，这些术语本身并不意味着一个权利 要求书中的元件与另 一元件相比存在任何的优先级、优先性或二者之间 有先后次序，或者方法的步骤所实施的暂时顺序，而是仅被用作用来使具有特定名称的一个权利要求书中的元件与具有相同名称的另一元件A，权利要求1、一种电解设备，包括具有至少一个填充有碳的聚合物电极的电解池。2、 根据权利要求1所述的电解设备，其中所述至少一个填充有碳 的聚合物电极包括被设置在热塑性聚合物粘合剂中的导电碳。3、 根据权利要求2所述的电解设备，其中所述聚合物粘合剂包括 聚乙烯。4、 根据权利要求1所述的电解设备，进一步包括罩住所述电解池 的至少一部分的本体，所述本体的至少一部分包括被设置在聚合物粘合 剂中的碳。5、 根据权利要求4所述的电解设备，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：BL马丁，V佐罗塔斯基，IA艾文特，M安托尼欧，
申请(专利权)人：西门子水处理技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]