System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 低浓度苏打水生产油污清洗液的电化学方法技术_技高网
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低浓度苏打水生产油污清洗液的电化学方法技术

技术编号:41513584 阅读:10 留言:0更新日期:2024-05-30 14:51
本发明专利技术涉及了一种苏打(碳酸钠)水生产油污清洗液的电化学方法,该方法包括:水中溶解食用苏打作为电解液,将空气通入由阴极、阳极和电解液组成的电解池中的阴极一侧,阴极为含杂原子官能团的碳基材料,电解过程中,阴极上的碳基材料与碳酸根离子协同催化活化空气中的氧气分子和电解液中的水分子反应促进过氧化氢的生成,生成的过氧化氢扩散到电解液中形成油污清洗液,其中的过氧化氢与碳酸根离子及其水解生成的碳酸氢根离子,无需光照、通电和加热,自发反应生成碳酸根自由基和羟基自由基,与油污分子反应,使其分解去除,碳酸根离子循环使用有效降低了苏打用量,浓度仅为0.001~0.01M。本发明专利技术的电化学方法还可以分解去除农药残留和杀菌消毒。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及绿色消毒清洗,特别涉及一种低浓度苏打水生产油污清洗液的电化学方法


技术介绍

1、油污和微生物在我们的生活环境中几乎随处可见,例如家庭、养殖厂和各种公共场所等。这些油污会对人类的健康产生影响。例如,油污的积累可以滋生细菌和病毒,由于这些病毒、细菌、真菌、霉菌等微生物,个体极其细小,肉眼无法辨识,有害微生物在温暖、潮湿的环境里,如遇有机物即可着生、萌芽、生长发育。这些微生物对人体会造成极大的危害。

2、有机洗涤剂和强碱性洗涤剂在去除油污方面发挥了重要作用,但长期使用或不当使用可能会对人体健康和环境造成危害。强碱性洗涤剂中的化学成分可能刺激皮肤,导致发红、干燥、瘙痒等症状。强碱性洗涤剂中的化学物质可能会通过废水排放进入水体,对水生生物产生毒害作用,破坏水环境生态平衡。有机洗涤剂不仅价格昂贵,其中不易降解的成分也会对生态环境造成破坏。同时有机洗涤剂和强碱性洗涤剂不仅存在上述问题,也无法对环境中的细菌和病毒进行有效地消杀。

3、苏打水是常用的一种去除油污方式,但是传统的方法需要用到大量的苏打即碳酸钠盐,大量碳酸钠的排放导致土壤酸碱失衡,影响植物的生长,导致农作物产量下降或品质受损。可能会进入地下水系统,对地下水水质造成潜在威胁。


技术实现思路

1、针对上述技术问题,本专利技术提供一种低浓度苏打水生产油污清洗液的电化学方法,以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

2、根据本专利技术的一些实施例,本专利技术提供了一种低浓度苏打水生产油污清洗液的电化学方法,包括:水中溶解食用苏打作为电解液,将空气通入由阴极、阳极和电解液组成的电解池中的阴极一侧,阴极为含杂原子官能团的碳基材料;在电解过程中,阴极上的碳基材料与碳酸根离子协同催化活化空气中的氧气分子和电解液中的水分子反应生成过氧化氢,碳酸根离子呈现低浓度效应,即在0.001~0.01m范围内都能够促进过氧化氢的生成,生成的过氧化氢扩散到电解液中,溶解有过氧化氢的苏打水电解液形成油污清洗液;油污清洗液直接用于去除油污,无需光照、通电和加热,油污清洗液中的过氧化氢与碳酸根离子或其水解生成的碳酸氢根离子自发反应生成碳酸根自由基和羟基自由基,作用于油污分子,分解和去除油污,碳酸根离子循环使用有效降低了苏打用量,在浓度为0.001~0.01m范围内能够去除油污。

3、根据本专利技术的一些实施例,通入空气的流量为20~100l/min,电解过程的电流密度为1~10ma/cm2,碳酸根离子浓度在0.001~0.01m范围内,生成过氧化氢的浓度差别在±1%范围内。

4、根据本专利技术的一些实施例,阴极包括含氮官能团的碳基材料、含氧官能团的碳基材料、掺杂修饰硼的碳基材料或掺杂修饰磷的碳基材料中的至少一种;水溶液中水为自来水、河水或井水中的一种。

5、根据本专利技术的一些实施例,电解池包括固定式电解池或移动式电解池,固定式电解池能在固定容器内对物品进行清洗,移动式电解池能在不同容器内实时产生油污清洗液对物品进行清洗。

6、根据本专利技术的一些实施例,固定式电解池包括第一电解反应装置和第一清洗室,第一电解反应装置包括:第一壳体,用于容纳电解液,第一壳体内包括第一阳极区域和第一阴极区域;第一曝气组件,设置于第一阴极区域的底部,适用于向第一阴极区域输送空气;第一电极组件,设置于第一壳体内,第一电极组件包括:1个第一阳极和多个第一阴极,第一阳极设置于第一阳极区域,多个第一阴极平行间隔设置于第一阴极区域;第一清洗室设置于第一电解反应装置的下方,适用于利用来自于第一电解反应装置的油污清洗液对油污进行分解和去除。

7、根据本专利技术的一些实施例,固定式电解池还包括:第一电源控制器,与第一电极组件电性连接,适用于为第一电极组件提供电子流动;第一隔膜,设置于第一阳极和第一阴极之间,用于阻止过氧化氢传递至第一阳极,使得过氧化氢被分解。

8、根据本专利技术的一些实施例,移动式电解池包括第二电解反应装置,第二电解反应装置包括:第二壳体,为开放骨架结构,用于固定第二电极组件,第二壳体内包括第二阳极区域、第二阴极区域和第三阴极区域,第二壳体适用于放置于外部的可移动的第二清洗室中,电解液在第二清洗室内;第二曝气组件,设置于第二清洗室内的底部,适用于向第二阴极区域和第三阴极区域输送空气;第二电极组件,设置于第二壳体内,第二电极组件包括:1个第二阳极和2个第二阴极,2个第二阴极平行间隔设置于第二阴极区域和第三阴极区域,第二阳极设置于2个第二阴极之间的第二阳极区域;移动式电解池适用于利用移动的第二清洗室中的电解液和空气中的氧气形成的油污清洗液对油污进行分解和去除。

9、根据本专利技术的一些实施例,移动式电解池还包括:第二电源控制器,与第二电极组件电性连接,适用于为第二电极组件提供电子流动;2个第二隔膜,分别设置于每个第二阴极和第二阳极之间,用于阻止过氧化氢传递至第二阳极,使得过氧化氢被分解。

10、根据本专利技术的一些实施例,电化学方法还用于对菊酯类农药分解去除、降解有机或无机分子以及细菌病毒分子的分解去除。

11、基于上述技术方案,本专利技术的低浓度苏打水生产油污清洗液的电化学方法至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分:

12、(1)本专利技术使用了含杂原子官能团的碳基材料,通过该碳基材料与碳酸根离子的协同作用,促进过氧化氢的生成,借助碳酸根离子的低浓度效应显著降低了碳酸钠的用量,浓度仅为0.001~0.01m,通常电解液中电解质盐的浓度在0.05~0.5m范围内,当采用碳酸钠溶液作为电解液时,可降低电解质用量5~500倍。

13、(2)本专利技术生成的过氧化氢与碳酸根离子发生协同作用,赋予低浓度苏打水高效清洁功能,有助于增强对油污的分解能力,将物体表面的油污水解成能溶于水的高级脂肪酸盐和甘油,有利于冲洗去除。

14、(3)本专利技术生产的油污清洗液符合三类水排放标准,对人体无毒无害并且排放后不会对环境造成污染,并且使用的阴极和阳极的材料性质稳定,成本较低,有利于后续进行工业上的推广。

15、(4)本专利技术使用的电解装置即可固定也可移动,使用灵活方便,应用场景广泛,电解过程中需要的电流密度仅为1~10ma/cm2,有助于降低能源成本,使电解制备油污清洗液的过程具有经济性和可持续性。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种苏打水生产油污清洗液的电化学方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的电化学方法,其特征在于,通入空气的流量为20~100L/min,电解过程的电流密度为1~10mA/cm2;

3.根据权利要求1所述的电化学方法,其特征在于,所述阴极包括含氮官能团的碳基材料、含氧官能团的碳基材料、掺杂修饰硼的碳基材料或掺杂修饰磷的碳基材料中的至少一种;所述电解液中水为自来水、河水或井水中的一种。

4.根据权利要求1所述的电化学方法,其特征在于,所述电解池包括固定式电解池(1)或移动式电解池(2),所述固定式电解池(1)能在固定容器内对物品进行清洗,所述移动式电解池(2)能在不同容器内实时产生油污清洗液对物品进行清洗。

5.根据权利要求4所述的电化学方法,其特征在于,所述固定式电解池(1)包括第一电解反应装置(110)和第一清洗室(120),其中,所述第一电解反应装置(110)包括:

6.根据权利要求5所述的电化学方法,其特征在于,所述固定式电解池(1)还包括:

7.根据权利要求4所述的电化学方法,其特征在于,所述移动式电解池(2)包括第二电解反应装置(210),所述第二电解反应装置(210)包括:

8.根据权利要求7所述的电化学方法,其特征在于,所述移动式电解池(2)还包括:

9.根据权利要求1~8中任一项所述的电化学方法,其特征在于,所述电化学方法还用于对菊酯类农药分解去除、降解有机或无机分子以及细菌病毒分子的分解去除。

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【技术特征摘要】

1.一种苏打水生产油污清洗液的电化学方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的电化学方法,其特征在于,通入空气的流量为20~100l/min,电解过程的电流密度为1~10ma/cm2;

3.根据权利要求1所述的电化学方法,其特征在于,所述阴极包括含氮官能团的碳基材料、含氧官能团的碳基材料、掺杂修饰硼的碳基材料或掺杂修饰磷的碳基材料中的至少一种;所述电解液中水为自来水、河水或井水中的一种。

4.根据权利要求1所述的电化学方法,其特征在于,所述电解池包括固定式电解池(1)或移动式电解池(2),所述固定式电解池(1)能在固定容器内对物品进行清洗,所述移动式电解池(2)能在不同容器内实时产生油污清洗液对物品进行清洗。

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【专利技术属性】
技术研发人员:王中利李洪正
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:

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