[发明专利]一种用于消毒的放电电极及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于等离子体放电技术领域，具体涉及一种用于消毒的放电电极及其制作方法。

背景技术

传统消毒灭菌可分为物理灭菌法和化学灭菌法，其中物理灭菌方法主要有热力灭菌法、辐射灭菌法、紫外线灭菌消毒法等；化学灭菌方法主要有环氧乙烷、甲醛熏蒸，过氧乙酸、戊二醛消毒液浸泡等。传统的消毒方法都有一定的局限性，例如，热力灭菌法只使用能耐高温的器械物品消毒，辐射、紫外线、甲烷熏蒸、环氧乙烷熏蒸需要在无人的情况下进行。

20世纪初，人们开始对等离子体消毒灭菌技术进行研究，研究表明等离子体具有很好的消毒灭菌效果。1968年，Menashi最早申请了与等离子体消毒灭菌相关的专利。20世纪90年代，利用等离子体对食品表面进行消毒灭菌就获得了美国食品和药物管理局(FDA)的批准，并很快应用于商业。等离子体是一种离子化的气态物质，被称为物质的第四态。等离子体与物体表面的细菌、病毒接触时，其内部含有的高能电子、离子、激发态原子、分子及自由基等活性物种破坏细菌、病毒的蛋白质和核酸，导致其不能正常进行物质的合成而死亡。

现有技术如中国专利CN3083811介绍的是手持式的消毒手电，采用并列微孔心结构放电，两金属电极分别作为阴极和阳极，中间被介质层隔开，在电极的底部开有四个直径相等的圆孔，这种放电方式容易导致在开孔部位发生拉弧现象。又如中国专利CN101330794大气压介质阻挡放电产生低温等离子体射流装置中所提到的环状电极紧贴于圆形介质管的外壁，工作气体垂直经过放电区，等离子体被吹出形成等离子体射流，电极与绝缘介质之间没有紧密贴合，容易导致电击穿现象。

上述专利中提到的电极形式在实用性、安全性、放电稳定性等方面均有所欠缺，需进行进一步改进。

发明内容

本发明的目的是制作出一个电极与绝缘介质紧密贴合，放电稳定，消毒效率高且处理对象不受电极形式影响的放电电极。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于消毒的放电电极，该放电电极包括高压电极、地电极、陶瓷绝缘层和聚四氟乙烯材质的外壳；陶瓷绝缘层紧密贴合在高压电极上，高压电极和地电极被平行固定在聚四氟乙烯材质的外壳内，高压电极和地电极之间的距离为2～10mm，陶瓷绝缘层在高压电极和地电极之间，进气孔在正对高压电极和地电极中间位置的外壳上，气体通过进气孔进入到高压电极和地电极之间。

一种用于消毒的放电电极的制作方法，该制作方法包括如下步骤：

首先，利用微弧氧化的方法在高压电极的一面氧化出陶瓷绝缘层；

其次，利用电化学的方法在地电极表面生长出一层纳米银；

第三，把处理后的高压电极和地电极平行固定在聚四氟乙烯材质的外壳内。

其中，所述的高压电极和地电极采用1～2mm厚的钛板，根据需要加工成所需要的尺寸和形状，把加工后的钛板依次用丙酮、去离子水超声清洗20～30min，然后用金相砂纸打磨要处理的表面，然后再依次用丙酮、去离子水超声清洗20～30min，去离子水保存备用。

其中，所述的利用微弧氧化的方法在高压电极表面氧化出一层陶瓷绝缘层，其制作流程为：在钛板表面不需要处理的地方覆一层光刻胶，把覆膜后的钛板放入电解液，电解液通入三相交流高压进行微弧氧化，该三相交流电压为200～600V，电流密度为3～15A.dm^-2，电镀时，电解液温度控制在20～50℃，电解液为硅酸盐溶液，Na₂SiO₃，反应时间为2～20min。反应结束后，把样品由电解槽中取出，去除覆膜，去离子水清洗，超声振荡清洗10～20min，自然晾干。

其中，所述利用电化学方法在地电极表面生长纳米银的流程为：取出放在离子水备用的钛板，用10％的硫酸和10％的盐酸混合溶液(1:1)浸泡1小时，以除去钛板表面的氧化钛，并形成氢化膜保护其不被氧化。制备电解液，制备浓度为0.1mol/L的AgNO₃溶液500mL，加入15.7g的聚乙酸吡咯烷酮，开启磁力搅拌搅拌，搅拌5～10min，再加入0.1mol/L的水合肼，同时给予15～30V的直流电进行沉积，两电极间距为2～3cm，在20～40℃的条件下，钛板作阴极，阳极为金属铂板，反应时间为2～24h，反应结束后清洗，用压缩气体吹干，然后放在600～800℃的氛围里热处理90～150min，冷却后即得到负载有纳米银的地电极。

其中，可以根据不同的使用情况，通入空气、氮气、氧气、氦气或氩气。

本发明与现有技术相比的优点在于：