[发明专利]电解式臭氧发生器及其阴极催化层的制备工艺

权利要求书

1.一种电解式臭氧发生器，包括圆形Nafion膜(8)和设于所述Nafion膜(8)轴向两侧的阳极构件和阴极构件，其特征在于：所述阳极构件轴向外侧设有阳极夹板(1)，所述阳极夹板(1)轴向内侧端设有筒形电解室阳极壳体(3)，所述电解室阳极壳体(3)内同轴套设有阳极导流体(4)，所述阳极导流体(4)出口端依次同轴设置有阳极集流层(6)和圆片状硼碳阳极片(7)，所述圆片状硼碳阳极片(7)为硼掺杂的金刚石电极且沿轴向均匀分布有若干小通孔(16)，所述电解室阳极壳体(3)径向设置有进水通孔和出水通孔，所述阴极构件轴向外侧设有阴极夹板(15)，所述阴极夹板(15)轴向内侧端设有筒形电解室阴极壳体(13)，所述电解室阴极壳体(13)内同轴套设有阴极导流体(12)，所述阴极导流体(12)出口端依次同轴设置有阴极集流层(10)和圆片状阴极催化层(9)，所述圆片状阴极催化层(9)至少包括碳载铂和胶粘剂，所述电解室阴极壳体(13)径向设置有进水通孔和出水通孔。

2.根据权利要求书1所述的电解式臭氧发生器，其特征在于：所述圆片状硼碳阳极片(7)的厚度(H)为0.2～1.5mm，直径(D)为30～200mm，所述轴向小通孔(16)的孔径(d)为0.2～0.8mm，相邻小通孔(16)的孔间距(h)为3.0～6.0mm。

3.根据权利要求书1所述的电解式臭氧发生器，其特征在于：所述阳极集流层(6)和阴极集流层(10)均为圆形多孔钛板，其孔隙率为30％～45％，孔径为20～45μm，透气率为5～30M³cm/m².h.mmH₂O。

4.根据权利要求书1所述的电解式臭氧发生器，其特征在于：所述阳极导流体(4)和阴极导流体均由带有若干轴向出水通孔的水分配盘和经支撑金属条与所述水分配盘轴向相连接的圆片状后座板组成，所述水分配盘、支撑金属条和后座板可以为一体成型式，也可以为分体组装式。

5.根据权利要求书1所述的电解式臭氧发生器，其特征在于：所述阳极夹板(1)、电解室阳极壳体(3)、阴极夹板(15)、电解室阴极壳体(13)的外表面均加工有散热槽。

6.根据权利要求书1所述的电解式臭氧发生器，其特征在于：所述阳极夹板(1)和阴极夹板(15)均为铝合金材质，所述电解室阳极壳体(3)和所述电解室阴极壳体(13)均为不锈钢材质，所述阳极导流体(4)和阴极导流体(12)均为钛材质。

7.一种如权利要求书1所述的电解式臭氧发生器的阴极催化层的制备工艺，其特征在于：将具有铂载量为5％～20％的碳载铂与Nafion乳液按质量比为m_Pt∶m_Nafion＝1∶0.8～2混合，加入适量异丙醇搅拌均匀，在65～85℃水浴中搅拌至糊状，25～35℃下碾压成0.15±0.02mm厚的膜片，然后在55～75℃下烘干并剪切成所需尺寸，即为阴极催化层。