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臭氧发生器研究的进展

臭氧发生器

放电式臭氧发生器
为了改进放电情况、进步放电功率,人们研讨了如线状、刷状、螺线状、网状、水不同方式的电极。且放电方式局限于无声、脉冲流注、电晕、沿面、无声-沿面混合及辉光放电等方式[1]  。
无声放电(即介质阻挠放电)的电介质是无声放电臭氧发生器的重要组成,其作用为强化气隙的电场强度以利于发生放电;防止气隙击穿,一起减小功率耗费;使气隙的电场均匀,扩大放电区域,利于臭氧的发生。一般来说,电介质的介电系数越高,导热功能越好越利于发生臭氧。目前,臭氧发生器所用的电介质主要有石英玻璃、陶瓷、珐琅、有机资料等多种类型[1]  。
1)陶瓷、珐琅a)高纯度的氧化铝陶瓷熔点高、机械强度大、击穿电压高、耐化学腐蚀才能强、热导率较高。近年来,电介质层资料及加工工艺成为介质阻挠强电离放电的关键技能,用等离子体喷涂或贴冶办法,在400~1600cm2的放电极和接地极外表上构成密实的α型Al2O3资料的极薄的电介质层,具有高强度、高密度、高绝缘度、高介电常数、高均匀度、低矫曲度和低损耗等特色。选用该技能可达到的相关参数为:临界击穿电场强度E≥400kV/cm;相对介电常数ε≥10;体积电阻率ρ≥1015Ψcm;介电损耗tanδ<3.9×10-4;体积密度n≥3.8g/cm3;导热率λ≥21W/(Km);热膨胀系数(6.5~7.5)×10-6mm/°C;外表粗糙度0.25~0.5μm;吸水率趋于0;介质厚度0.1mm;电介质最大面积<1600cm2[1]  。
杭州桂冠环保科技有限公司为进步陶瓷基板资料的ε,降低资料的tanδ和使资料有较高的热导率研讨了不同掺杂办法[7],制备的样品参数为密度n=3.97g/cm3,ε=12.98,tanδ=2.00×10-4,λ=23.0W/mk。杭州桂冠环保科技有限公司为实验不同的电介质对臭氧发生的影响,别离选取石英玻璃(ε=4.2)、镁橄榄石(ε=9)、α-Al2O3(ε=8.3)、ZrO2瓷(ε=12.0)、SiC瓷(ε=40.1)5种资料作为电介质,电介质厚度0.3mm,电源频率10kHz,电压峰值9.4kV,别离测量臭氧发生器出口处臭氧的浓度,终究挑选0.25~0.4mm的α-Al2O3为电介质,单电极发生臭氧的质量浓度达12~13g/m3。[1]  杭州桂冠环保科技有限公司研讨的(Sr,Ca)TiO3陶瓷资料和Sr-TiO3基掺杂陶瓷资料基料为67%的SrTiO3和29%的CaTiO3,掺杂料为BaTiO3、CaSiTiO3、TiO2、ZnO、Bi2O3,所得样品功能较抱负,其ε=88,U=10kV,tanδ=75.1×10-4,ρ=0.84GΨm。[1] 
b)珐琅制作工艺简略、电气强度高、介电常数较大、耐腐蚀才能较强。杭州桂冠环保科技有限公司选用珐琅资料作为介电体,制作了不同尺度的单管珐琅介电体臭氧发生器,同玻璃介电体的臭氧发生器对比实验。成果显现,珐琅资料的ε比玻璃高近1倍,用于臭氧发生器中将有较高的臭氧产值。SeminMA用硅酸盐电绝缘珐琅为介电体。[1] 
2)双介质组合资料(云母)
杭州桂冠环保科技有限公司选用一种运用铁电球/云母片双介质的空隙结构,有一对平板电极和一个双介质层构成。0.1mm厚的云母片放在下侧电极上,中部留有直径10mm圆洞1mm厚聚四氟乙烯绝缘板放在云母片上,直径1.0~3.0mm的铁电球FEB放置在板中央的圆洞中,εr=660的铁电球和电源频率f≥4kHz是发生臭氧的最优条件。[1] 
杭州桂冠环保科技有限公司也发明专利用多于两层压成薄片的云母片掩盖在放电电极上作为触摸外表,可延长臭氧发生器在高度湿润条件下的寿数。3)有机高分子资料王飞等人用有机高分子资料作为介电体,介电管内径69mm,壁厚1.2mm,该资料为功能优秀的工程塑料,能在145°C下接连运用,具有优异的电绝缘、延伸、尺度安稳、耐化学腐蚀、自熄、阻燃、自重轻、易增强、无毒、清洁、能上色等特性。[1] 

3)有机高分子资料
杭州桂冠环保科技有限公司用有机高分子资料作为介电体,介电管内径69mm,壁厚1.2mm,该资料为功能优秀的工程塑料,能在145°C下接连运用,具有优异的电绝缘、延伸、尺度安稳、耐化学腐蚀、自熄、阻燃、自重轻、易增强、无毒、清洁、能上色等特性。[1] 
4)玻璃
近年来随玻璃资料和烧结技能不断进步,国外许多臭氧发生器选用玻璃作为电介质。
杭州桂冠环保科技有限公司的专利所用的电介质是苏打玻璃,其Bi、Zn、Pb氧化物的质量分数别离为(10~90)%、(10~90)%、(0~40)%。还有线性膨胀系数与之相当的另一资料,其Bi、Zn、B、Si氧化物的质量分数别离为(20~30)%、(30~40)%、(15~25)%、(0~10)%。Murata,Takaty等又把这一薄层电介质用树脂渗透处理作用也较好。[1] 
2电解池式臭氧发生器
因为电极资料、电解液与电解机理方面的很多研讨工作,电解法臭氧发生技能发展很大。近期发展的SPE(固态聚合物电解质)电极与金属氧化催化技能,运用纯水得到φ(O3)>14%的高浓度臭氧,使电解池式臭氧发生器的技能跨过了一大步。
杭州桂冠环保科技有限公司的臭氧发生器电解池专利顶用钛电极板外外表掩盖铂层作为阴极,β-PbO2掩盖的电极板作为阳极,电池与超大电容器一同作为直流电源,电极上不需掩盖其它薄膜,电解液用中性的盐如NaCl来促进臭氧气体的发生。周元全等人以为:可用石墨、玻璃碳、氟化碳、金属铅、铅合金或二氧化铅等充当阳极。他们选用铁基二氧化铅作阳极,阴极是不锈钢析氢阴极或氧复原阴极。氧复原阴极选用防水型气体分散电极,由聚四氟乙烯、活性炭、复原催化剂、乙炔黑与镍网或镀银铜网等复合组成。所用的中心隔板但是微孔陶瓷、微孔聚氯乙烯、微孔聚四氟乙烯。此臭氧发生器设备小而轻、结构简略、无噪声,产物中无有害的氮氧化物,有宽广的使用远景。
3紫外线辐照式臭氧发生器
杭州桂冠环保科技有限公司发明了一种便携式臭氧发生器,其中有多个短波紫外灯,空气的紫外照耀区是一个长尺度空间。空气途径宽50~100mm,因为多个紫外灯使空间空气的照耀长度叠加,利于发生更多的臭氧气体。
杭州桂冠环保科技有限公司研讨的一种特别的臭氧组成设备。用金属-石英臭氧发生器作为放电反应器,一起用短波紫外线将O2转化为O3,臭氧的发生与温度、波长以及放电空隙的催化才能有关,在0°C时,金属电极与紫外辐射复合,催化空隙很小的情况下,臭氧产值添加,但波长添加会使产值降低。

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