一種新型水媒殺菌消毒器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉一種新型水媒殺菌消毒器，應(yīng)用在食品安全領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]日常生活中的食品和用品清洗通常以自來水浸泡或沖洗的方式，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)水費(fèi)力，而且難以徹底清洗食品表面殘留的農(nóng)藥或物品表面細(xì)菌與寄生蟲及微生物等有害物質(zhì)，給人們的健康造成一定的隱患。目前常用的清洗方式中，也有采用以毒攻毒型的消毒液清洗方式，這種方式盡管能夠部分清洗掉食品表面殘留的農(nóng)藥或物品表面細(xì)菌與微生物等有害物質(zhì)，但清洗液在物品表面的殘留也會(huì)造成對(duì)人體的二次污染和傷害。另外一種就是目前市面較為流行的在自來水中引入臭氧的消毒方法，臭氧的消毒原理是基于臭氧的強(qiáng)氧化性能，但臭氧在自來水中的溶解度是有限的，顯然對(duì)食品原料的農(nóng)殘清除和消毒作用難以奏效，另外臭氧對(duì)人體也有極大的傷害，長(zhǎng)期處于臭氧環(huán)境中，容易致使眩暈，更嚴(yán)重的會(huì)致使肺部表皮細(xì)胞的氧化與穿孔，從而導(dǎo)致氣胸等癥狀。還有一種是紫外線消毒方式，這種方式難以作用到水體內(nèi)部，而且對(duì)人體有紫外線輻照之傷害。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種水觸媒殺菌消毒器，它能夠?qū)崿F(xiàn)果蔬、食品或物品表面的徹底凈化，省力、高效、節(jié)水。
[0004]為解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種新型水媒殺菌消毒器，包括消毒器本體，其特征在于，所述消毒器本體包括分別與電源的正、負(fù)極連接的陽極體和陰極體，所述陽極體和陰極體均為惰性金屬電極且之間通過絕緣片隔斷，所述陽極體的電極表面還涂覆有含銥、Co氧化物的復(fù)合涂層，所述復(fù)合涂層能夠在電解水過程中促使水分子分解成羥基和氫氣。
[0005]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述復(fù)合涂層為氧化鈷與氧化銥在燒結(jié)后組成的混合相結(jié)構(gòu)，該混合相表面設(shè)有若干納米柱結(jié)構(gòu)。
[0006]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括可拆分的殼體，所述消毒器本體設(shè)置在所述殼體內(nèi)，所述殼體包括至少兩個(gè)通孔，所述消毒器本體位于兩個(gè)所述通孔之間。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述陽極體和陰極體均為網(wǎng)片狀結(jié)構(gòu)，所述絕緣片至少部分鏤空。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述陰極體設(shè)有兩塊，所述陽極體夾在兩塊所述陰極體之間。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述殼體內(nèi)還設(shè)有配重塊。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括電源組件以及控制所述電源組件通電與否和/或通電時(shí)間控制裝置，所述電源組件的正、負(fù)極通過導(dǎo)線分別與所述陽極體和陰極體連接，所述導(dǎo)線位于所述殼體內(nèi)的一段，密封在所述殼體內(nèi)。
[0011]在與本實(shí)用新型屬于同一個(gè)主題的實(shí)用新型創(chuàng)造，一種用于水媒殺菌消毒器中的陽極制造方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0012]A:通過機(jī)械加工出網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的鈦電極；
[0013]B:將氯銥酸、氯化鈷及溶劑混合組成混合溶液，其中氯銥酸、氯化鈷的摩爾比為:(0.1-0.5): (0.01-0.4)；
[0014]C:將上述步驟B中的溶液均勻涂抹在上述步驟A中的網(wǎng)狀鈦電極正反兩個(gè)表面上，并送進(jìn)烘烤箱中，以100-650度的溫度下烘烤；
[0015]D、進(jìn)行高溫氧化反應(yīng)，在所述網(wǎng)狀鈦電極的表面生成氧化銥和氧化鈷的納米混合圖層。
[0016]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟D中的氧化反應(yīng)在烘培箱中進(jìn)行，其中所述步驟C和步驟D重復(fù)若干次，最后一次的烘烤溫度設(shè)置在500-650度之間，并保持60-120分鐘；其余次數(shù)則將烘烤溫度設(shè)置成100-200度，并保持10_15分鐘。
[0017]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟B中的溶劑為檸檬酸和乙二醇，所述氯銥酸、氯化鈷、檸檬酸和乙二醇的摩爾比為(0.1-0.5): (0.01-0.4): (0.3-0.7): (12-20)。
[0018]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，氯銥酸、氯化鈷、檸檬酸和乙二醇混合組成混合溶液，其摩爾比為:0.12:0.03:0.5:16o
[0019]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0020](I)水觸媒殺菌消毒裝置以水為主要媒介，在一定電壓的作用下，陰極體和陽極體進(jìn)行電解水反應(yīng)，通常在兩個(gè)電極上之間水解反應(yīng)產(chǎn)生氧氣和氫氣。而在本實(shí)用新型中，陽極體表面上涂覆有功能納米復(fù)合涂層，在涂層的電化學(xué)催化作用下，陽極體表面除了有氧氣釋放外，還有羥基自由基的生成，這兩種物質(zhì)是一對(duì)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)產(chǎn)物。這里，氧氣的產(chǎn)生稱為副反應(yīng)，羥基的生成是主反應(yīng)。要更多促成主反應(yīng)的進(jìn)行，就需要抑制副反應(yīng)的進(jìn)行。在本實(shí)用新型中，我們?cè)诩{米涂層材料中摻入了 Co的氧化物(即燒結(jié)后形成的CoO)，一方面，CoO的摻雜降低了主反應(yīng)電位，也就是說，電極上只需要很小的電位就可以產(chǎn)生羥基自由基，CoO的摻雜提高了負(fù)反應(yīng)電位，也即，電極上需要施加很高的電位才能釋放出氧氣；另一方面，CoO的摻雜促進(jìn)了涂層的微觀結(jié)構(gòu)從平滑表面轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂屑?jí)聯(lián)嵌套的納米結(jié)構(gòu)，增加了比表面積，進(jìn)一步促進(jìn)了羥基自由基的生成。本實(shí)用新型產(chǎn)生的具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基，能夠起到凈化水質(zhì)、降解農(nóng)殘和消毒殺菌的功效。斷電后，起凈化作用的羥基自由基由于具有較短的壽命則迅速還原成水，不會(huì)在水中有任何殘留。
[0021](2)高溫?zé)Y(jié)形成的氧化鈷陶瓷材料起著穩(wěn)定和固化的作用，與燒結(jié)后的氧化銥形成一個(gè)混合相，該混合相在高溫?zé)Y(jié)后在表面呈現(xiàn)出具有較高比表面積的納米柱結(jié)構(gòu)，而不單是一個(gè)較為平坦的平面。這樣一個(gè)納米級(jí)聯(lián)表面結(jié)構(gòu)大大增強(qiáng)了與水的接觸面積，尤為重要的是，這些表面豐富的納米級(jí)聯(lián)表面結(jié)構(gòu)在輸入安全電壓(小于36V)并與水相互作用后，能夠產(chǎn)生更為豐富的羥基自由基，從而加速了處理物品的效率。另外，燒結(jié)所形成的氧化鈷材料能夠使得氧化銥氧化鈷納米陶瓷復(fù)合涂層具有的較低的主反應(yīng)電位和較高的副反應(yīng)電位，利于羥基自由基在電極表面的產(chǎn)生，抑制了氧氣在電極表面的生成。
[0022](3)設(shè)置殼體，能夠?qū)ο酒鞅倔w起到一個(gè)表面且物理上的保護(hù)作用，避免消毒器本體出現(xiàn)磕碰、撞擊，然后設(shè)置有通孔，能保證消毒器本體上的陰極體和陽極體能夠與介質(zhì)水直接接觸，使得電解水能夠順利進(jìn)行。
[0023](4)網(wǎng)片狀結(jié)構(gòu)以及鏤空的絕緣片能夠增大陰極體和陽極體與介質(zhì)水的接觸面積。
[0024](5)設(shè)置兩個(gè)陰極體，能夠加快電解水的速率，提高消毒效果。
[0025](6)設(shè)置配重塊，能夠使得整個(gè)裝置能夠完全沉入水中。
[0026](7)設(shè)置電源組件對(duì)消毒器本體進(jìn)行供電，通過時(shí)間控制器控制電源的工作狀態(tài)和工作時(shí)間，有利于提高產(chǎn)品的自動(dòng)化水準(zhǔn)；另外將導(dǎo)線密封在客體內(nèi)，防止其與介質(zhì)水接觸，避免其漏電帶來的安全隱患。
【附圖說明】
[0027]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]其中:2_消毒器本體；4_陽極體；6_陰極體；8_絕緣片；12_殼體；13_通孔。
[0029]圖2為鈦基氧化鈷和氧化銥組成的納米復(fù)合陶瓷材料表面的掃描電子顯微鏡圖片。
[0030]圖3為甲基橙溶液在不同電解時(shí)間下的紫外可見光譜的降解曲線圖。
[0031]圖4為甲基橙溶液在水觸媒功能電極電解下的降解效率；
[0032]其中:虛線一氯銥酸、氯化鈷、檸檬酸和乙二醇的摩爾比為:0.12:0.12:0.5:16。實(shí)線一氯銥酸、氯化鈷、檸檬酸和乙二醇的摩爾比為:0.12:0.006:0.5:16o
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0034]如圖1-4所示，本實(shí)用新型包括消毒器本體2，其特征在于，所述消毒器本體2包括分別與電源的正、負(fù)極連接的陽極體4和陰極體6，所述陽極體4和陰極體6均為惰性金屬電極且之間通過絕緣片8隔斷，所述陽極體4的電極表面還涂覆有含Co氧化物的復(fù)合涂層，所述復(fù)合涂層能夠在電解水過程中促使水分子分解成羥基和氫氣。
[0035]水觸媒殺菌消毒裝置以水為主要媒介，在一定電壓的作用下，陰極體6和陽極體4進(jìn)行電解水反應(yīng)，通常在兩個(gè)電極上之間水解反應(yīng)產(chǎn)生氧氣和氫氣。而在本實(shí)用新型中，陽極體4表面上涂覆有功能納米復(fù)合涂層，在涂層的電化學(xué)催化作用下，陽極體4表面除了有氧氣釋放外，還有羥基自由基的生成，這兩種物質(zhì)是一對(duì)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)產(chǎn)物。這里，氧氣的產(chǎn)生稱為副反應(yīng)，羥基的生成是主反應(yīng)。要更多促成主反應(yīng)的進(jìn)行，就需要抑制副反應(yīng)的進(jìn)行。在本實(shí)用新型中，我們?cè)诩{米涂層材料中摻入了 Co的氧化物(即燒結(jié)后形成的CoO)，一方面，CoO的摻雜降低了主反應(yīng)電位，也就是說，電極上只需要很小的電位就可以產(chǎn)生羥基自由基，CoO的摻雜提高了負(fù)反應(yīng)電位，也即，電極上需要施加很高的電位才能釋放出氧氣；另一方面，CoO的摻雜促進(jìn)了涂層的微觀結(jié)構(gòu)從平滑表面轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂屑?jí)聯(lián)嵌套的納米結(jié)構(gòu)，增加了比表面積，進(jìn)一步促進(jìn)了羥基自由基的生成。本實(shí)用新型產(chǎn)生的具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基，能夠起到凈化水質(zhì)、降解農(nóng)殘和消毒殺菌的功效。斷電后，起凈化作用的羥基自由基由于具有較短的壽命則迅速還原成水，不會(huì)在水中有任何殘留。
[0036]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述復(fù)合涂層為氧化鈷與氧化銥在燒結(jié)后組成的混合相結(jié)構(gòu)，該混合相表面設(shè)有若干納米柱結(jié)構(gòu)。
[0037]高溫?zé)Y(jié)形成的氧化鈷陶瓷材料起著穩(wěn)定和固化的作用，與燒結(jié)后的氧化銥形成一個(gè)混合相，該混合相在高溫?zé)Y(jié)后在表面呈現(xiàn)出具有較高比表面積的納米柱結(jié)構(gòu)，而不單是一個(gè)較為平坦的平面。該混合相的掃描電子顯微鏡圖片如圖2所示，可以清晰的看到材料表面具有寬約30nm、長(zhǎng)約150nm左右的納米柱狀結(jié)構(gòu)，這些納米結(jié)構(gòu)又隨機(jī)的分布在幾何尺寸約500nm左右的凹凸結(jié)構(gòu)表面上。這樣一個(gè)納米級(jí)聯(lián)表面結(jié)構(gòu)大大增強(qiáng)了與水的接觸面積，尤為重要的是，這些表面豐富的納米級(jí)聯(lián)表面結(jié)構(gòu)在輸入安全電壓(小于36V)并與水相互作用后，能夠產(chǎn)生更為豐富的羥基自由基，從而加速了處理物品的效率。另外，燒結(jié)所形成的氧化鈷材料能夠使得