專(zhuān)利名稱(chēng)：臭氧產(chǎn)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種以使用電解方式產(chǎn)生臭氧的裝置；特別是有關(guān)于提 供一種以二氧化錫為陽(yáng)極且以另一金屬為陰極的電極結(jié)構(gòu)，并于該電極結(jié) 構(gòu)施加一直流電后，由水的電解作用直接于水中形成臭氧。
背景技術(shù)：
飲用水的消毒殺菌對(duì)人體健康可謂至為重要的一環(huán)。不論水的來(lái)源為 何，其中必然含有某些形式的微生物，包括細(xì)菌、病毒或單細(xì)胞生物等。 在此等微生物中，致病有機(jī)體引起的腹瀉、傷寒、肝炎和霍亂等病癥，可 能導(dǎo)致飲用者的死亡。因此基于安全考慮，飲用前必須將水中的各種病原 體消滅。此外，來(lái)自工廠和農(nóng)地的毒性有機(jī)化合物、酸、堿、肥料以及殺 蟲(chóng)劑等，亦可能流入供應(yīng)民生用水的蓄水場(chǎng)。由于這些化合物極可能致癌， 因此也須于使用這些被污染的水之前，宜先行對(duì)此污染水中的化合物解毒 或消毒。
對(duì)污染水的消毒方法主要有四種，亦即加氯消毒、氯胺消毒、臭氧消 毒以及紫外線消毒；顯然地，在上述這些方法中，使用氯(Cl2)氣、次氯 酸鈉(NaOCl)溶液或次氯酸鈣[Ca(OCl)2]粉末等的加氯消毒法使用最為廣 泛。然而，除了添加化學(xué)藥劑外，亦可能如美國(guó)專(zhuān)利第3，622，479、 4,512,865 以及7,011,750號(hào)等所述，利用電氣化學(xué)產(chǎn)生次氯酸根離子以達(dá)成加氯消 毒。
雖然加氯消毒的可行性已經(jīng)確認(rèn)，但其處理過(guò)程中所產(chǎn)生的臭氣、異 味，以及其反應(yīng)緩慢、酸堿值范圍狹窄和消毒殘劑余物可能成為致癌物質(zhì) 的缺點(diǎn)則為人詬病。氯胺消毒法是利用形成于氨(NH3)與次氯酸鹽(ocr)
之間的消毒劑，然而不論氯酸鹽或氯胺皆無(wú)法對(duì)有害化學(xué)藥劑產(chǎn)生解毒作
用，因此氯胺消毒法的效果仍有不足。
臭氧消毒與紫外線消毒則為兩種無(wú)殘留疑慮的消毒技術(shù)。事實(shí)上，紫外線消毒法如美國(guó)專(zhuān)利第4,230,571與4,968,483號(hào)所揭示，以紫外線輻 射氧氣而產(chǎn)生消毒用的臭氧。此外，紫外線輻射亦通過(guò)形成氫氧自由基 (OH)而提升臭氧的殺菌效果，這是因?yàn)闅溲踝杂苫鶠檩^臭氧更強(qiáng)的氧 化劑，如美國(guó)專(zhuān)利第7,063,794號(hào)所述。然而，紫外線并無(wú)法消滅梨形鞭 毛蟲(chóng)或隱孢子蟲(chóng)(Cryptosporidium)包囊，且亦不適合處理因其中含有大 量懸浮固體、混濁、有色或芳香族化合物而導(dǎo)致光線減弱的水。然而，對(duì) 于含有毒化學(xué)藥劑的工業(yè)用水的消毒而言，紫外線雖然作用緩慢但通常頗 具成效。因此，若以紫外線做為臭氧于消毒解毒的方式，則可獲致最佳效 果。
若要快速的產(chǎn)生臭氧時(shí)，其制造通常施以極高的電壓，例如3000V的 高電壓，然后由電暈放電以分解氧分子而形成氧的三原子同素異形物。因 此，用電即占總臭氧生產(chǎn)操作成本的26-43%，且放電過(guò)程中，易于產(chǎn)生 例如氮氧化物(NOx)等污染空氣的物質(zhì)。另外，如何將氣體均勻分布于 水中，則成為另一方面的問(wèn)題。因此，由效率角度來(lái)看，使用低電壓的水 電解來(lái)產(chǎn)生的臭氧方式，亦即公知的電解臭氧，相較于氣體加工或電暈放 電更具效率。現(xiàn)已有愈來(lái)愈多文獻(xiàn)報(bào)告提供將電解臭氧用于水的消毒和解 毒的技術(shù)，如美國(guó)專(zhuān)利第5，407，550; 5,686,051; 5,744,028; 6,328,862; 6,733,638; 6,902,670與6,984,295號(hào)等所公開(kāi)，此處僅略舉數(shù)例。
此外，就水的消毒解毒而言，臭氧為安全、干凈、便利以及強(qiáng)效的氧 化劑。臭氧的應(yīng)用范圍廣及個(gè)人口腔衛(wèi)生、居家清潔與洗滌，乃至于工業(yè) 加工和廢水處理。目前全世界己至少有十七國(guó)將臭氧療法采用為合法的醫(yī) 學(xué)療法。雖然臭氧療法尚未通過(guò)美國(guó)食品藥物管理局(FDA)核可，但己 至少有十二州通過(guò)立法，允許臭氧療法成為一種可供選擇的治療方式。臭 氧的醫(yī)療用途可見(jiàn)于美國(guó)專(zhuān)利第4,968,483號(hào)的血液氧化療法 (haematological)，美國(guó)專(zhuān)利第5,834,030號(hào)的外傷治療以及美國(guó)專(zhuān)利第 6,902,670號(hào)中，用于清洗血液透析機(jī)導(dǎo)管以取代可能產(chǎn)生化學(xué)殘留的醋酸 或甲醛。于工業(yè)應(yīng)用上，如美國(guó)專(zhuān)利第6,851,873及6,983,756號(hào)所述，將 臭氧用于剝除光阻薄膜，以及如美國(guó)專(zhuān)利第7,029,589號(hào)所述，分解揮發(fā) 性有機(jī)化學(xué)物。臭氧于上述的所有應(yīng)用中提供破壞性的氧化作用，而其許 多新型態(tài)的應(yīng)用，如消除固體、液體和氣體污染物，亦正逐漸被開(kāi)發(fā)。無(wú)疑地，臭氧為一種可多方面應(yīng)用的消毒劑。然而，臭氧產(chǎn)生過(guò)程中 伴隨的煙霧卻影響了人們對(duì)臭氧的評(píng)價(jià)，甚至普遍將臭氧誤解為危險(xiǎn)或致 命化學(xué)物，而非友善的媒介。這是因?yàn)槌粞醯臍怏w壽命有限(約30分鐘)， 故臭氧并不適于儲(chǔ)存運(yùn)送，故必須于使用前或使用當(dāng)場(chǎng)再實(shí)時(shí)生產(chǎn)。如上 文中所述，雖然低電壓電解法為最佳的臭氧產(chǎn)生方式(例如前述的'550
至'295號(hào)等專(zhuān)利)，但卻同樣存在三個(gè)問(wèn)題。問(wèn)題之一是以電解水來(lái)形成 臭氧，其所需的陽(yáng)極材料為鉑(Pt)或P-二氧化鉛(P-Pb02)。然而，鉑 的價(jià)格極高，且于室溫下無(wú)法有效產(chǎn)生臭氧。另外，二氧化鉛雖然可于室 溫下有效產(chǎn)生臭氧，但鉛為一環(huán)境有害物，而遭許多國(guó)家禁止用于水質(zhì)處 理。接著，前案電解臭氧方法的問(wèn)題之二在于臭氧生產(chǎn)需要離子交換膜 (membmne)。此離子交換膜除了成本高昂外，由于離子交換膜易受污染 物污染，因此不能直接放置于廢水中，故其使用的范圍亦有嚴(yán)格限制。很 明顯地，使用離子交換膜產(chǎn)生電解臭氧僅能如同電暈放電一樣，須先于他 處形成臭氧，而后再將氣體輸送至水中以為消毒用。因此，亦產(chǎn)生電解臭 氧的第三種問(wèn)題，亦即無(wú)法達(dá)成現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)消毒的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種臭氧產(chǎn)生器，以達(dá)成便利有效使用臭氧的 目標(biāo)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明首先提供一種電極的制造方法，包括提供 一鈦基板；提供一含有至少一種金屬的溶液；涂布該溶液于鈦基板的上； 接著，加熱鈦基板，以使溶液轉(zhuǎn)化成具有金屬摻雜的二氧化錫層；然后重 復(fù)前述涂布及加熱步驟復(fù)數(shù)次，在鈦基板上形成多層金屬摻雜的二氧化錫 膜；最后，進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)該鈦基板。
本發(fā)明接著提供一種臭氧產(chǎn)生裝置，包括 一個(gè)絕緣材料所形成的外 殼； 一個(gè)具有至少一種金屬摻雜的二氧化錫的陽(yáng)極電極，配置于外殼中； 一個(gè)陰極電極，配置于外殼中且陽(yáng)極電極形成間隔排列； 一個(gè)電源供應(yīng)器， 與陽(yáng)極電極及陰極電極電性連接，用以提供一電功率。
本發(fā)明接著再提供一種于水中產(chǎn)生臭氧的裝置，由一水龍頭及一與水 龍頭連接的該臭氧產(chǎn)生器所組成，其中臭氧產(chǎn)生器包括 一個(gè)絕緣材料所形成的外殼； 一個(gè)具有至少一種金屬摻雜的二氧化錫的陽(yáng)極電極，配置于 外殼中； 一個(gè)陰極電極，配置于外殼中且陽(yáng)極電極形成間隔排列； 一個(gè)電 源供應(yīng)器，與陽(yáng)極電極及陰極電極電性連接，用以提供一電功率。
再詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明提供的電極的制造方法，包括
提供一鈦基板；
提供一含有至少一種金屬的溶液； 涂布該溶液于該鈦基板上；
加熱該鈦基板，以使該溶液轉(zhuǎn)化成具有金屬摻雜的二氧化錫層； 重復(fù)前述涂布及加熱步驟復(fù)數(shù)次，以使在該鈦基板上形成復(fù)數(shù)層金屬 摻雜的二氧化錫膜；以及 高溫?zé)Y(jié)該鈦基板。
所述的臭氧產(chǎn)生方法，其中，該溶液為一種酒精溶液。
所述的臭氧產(chǎn)生方法，其中，該金屬摻雜二氧化錫中的金屬自下列族 群中選出鎳、銻、鐵、釕、鉑、鈀、銠和鈷。
所述的臭氧產(chǎn)生方法，其中該溶液中金屬的摩爾比例例為鎳:銻:錫 =1:10:600。
本發(fā)明提供的臭氧產(chǎn)生裝置，包括
一外殼，由一絕緣材料所形成；
一陽(yáng)極電極，配置于該外殼中且該陽(yáng)極電極的材料為具有至少一種金
屬摻雜的二氧化錫；
一陰極電極，配置于該外殼中且該陽(yáng)極電極形成間隔排列； 一電源供應(yīng)器，與該陽(yáng)極電極及該陰極電極電性連接，用以提供一電功率。
所述的臭氧產(chǎn)生器，其中該電源供應(yīng)器可以是一種超級(jí)電容器。 本發(fā)明提供的于水中產(chǎn)生臭氧的裝置，由一水龍頭及一與水龍頭連接 的該臭氧產(chǎn)生器所組成，其中該臭氧產(chǎn)生器包括 一外殼，由一絕緣材料所形成；
一陽(yáng)極電極，配置于該外殼中且該陽(yáng)極電極的材料為具有至少一種金 屬摻雜的二氧化錫；
一陰極電極，配置于該外殼中且該陽(yáng)極電極形成間隔排列；
7一電源供應(yīng)器，與該陽(yáng)極電極及該陰極電極電性連接，用以提供一電功率。
本發(fā)明提供的放置于水中的臭氧產(chǎn)生裝置，包括
一外殼，由一絕緣材料所形成且該外殼的四周上形成復(fù)數(shù)個(gè)孔洞；
一陽(yáng)極電極，配置于該外殼中且該陽(yáng)極電極的材料為具有至少一種金
屬摻雜的二氧化錫；
一陰極電極，配置于該外殼中且該陽(yáng)極電極形成間隔排列； 一電源供應(yīng)器，與該陽(yáng)極電極及該陰極電極電性連接，用以提供一電功率。
本發(fā)明提供的于逆滲透(RO)水處理裝置中配置臭氧產(chǎn)生器的供水 系統(tǒng)，該逆滲透(RO)水處理裝置由三階段過(guò)濾槽及一逆滲透槽所組成， 而該臭氧產(chǎn)生器配置于逆滲透槽之后，以將逆滲透所產(chǎn)生的水殺菌處理， 其中該臭氧產(chǎn)生器包括
一外殼，由一絕緣材料所形成且該外殼的四周上形成復(fù)數(shù)個(gè)孔洞； 一陽(yáng)極電極，配置于該外殼中且該陽(yáng)極電極的材料為具有至少一種金 屬摻雜的二氧化錫；
一陰極電極，配置于該外殼中且該陽(yáng)極電極形成間隔排列； 一電源供應(yīng)器，與該陽(yáng)極電極及該陰極電極電性連接，用以提供一電 功率。
本發(fā)明提供的可攜式的臭氧產(chǎn)生裝置，包括
一外殼，由一絕緣材料所形成，具有一電池容納區(qū)且于靠近頂部的表 面上配置一開(kāi)關(guān)；
一陽(yáng)極-陰極電極對(duì)，與該外殼的相對(duì)于頂端的另一端連接，其中該陽(yáng) 極電極的材料為具有至少一種金屬摻雜的二氧化錫，而該陽(yáng)極-陰極電極對(duì) 之間是以一絕緣材料將其分離在兩側(cè)；以及
一蓋體，用以包覆該電極對(duì)。
本發(fā)明的效果是
1)本發(fā)明找出了一種用于電化廢水處理的不含貴金屬(如釕、鉑、 銥和鈀)長(zhǎng)效穩(wěn)定陽(yáng)極材料。使用一雙金屬摻雜二氧化錫(M-Sn02， M = 銻和鎳)厚膜做為電極催化劑，并在要消毒或解毒的水中直接產(chǎn)生臭氧(o3)。
2) 本發(fā)明以摻雜二氧化錫(M-Sn02)厚膜的電極，進(jìn)行各種用水現(xiàn) 場(chǎng)實(shí)時(shí)連續(xù)消毒與解毒的方法。
3) 本發(fā)明提供了用于電解消毒的經(jīng)濟(jì)可靠的電力供應(yīng)系統(tǒng)。臭氧反 應(yīng)器需要以平方公尺計(jì)的電極面積，以符合大量工業(yè)廢水處理的必須生產(chǎn) 要求。


圖1是本發(fā)明的臭氧產(chǎn)生器的示意圖。
圖2是將本發(fā)明的臭氧產(chǎn)生器附加于一水龍頭出水口的示意圖。
圖3是本發(fā)明的一種可置于水中的沉水式臭氧產(chǎn)生器的示意圖。
圖4是將一種臭氧產(chǎn)生器與逆滲透水處理系統(tǒng)整合的示意圖。
圖5是本發(fā)明的一種可攜式臭氧產(chǎn)生器的示意圖。
附圖中主要組件符號(hào)說(shuō)明
100臭氧反應(yīng)器
120外殼
140陽(yáng)極堆棧
160陰極堆棧
180直流電源供應(yīng)器
500可攜式臭氧產(chǎn)生器
510陽(yáng)極-陰極對(duì)
530外殼
550開(kāi)關(guān)
570 LED指示燈
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明在此所探討的方向?yàn)橐环N低電壓電解水產(chǎn)生臭氧的臭氧產(chǎn)生 裝置。為了能徹底地了解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳盡的說(shuō)明。顯 然地，本發(fā)明的施行并未限定于臭氧產(chǎn)生裝置的本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟習(xí)的 特殊細(xì)節(jié)。另一方面，眾所周知的低電壓電解水產(chǎn)生臭氧的過(guò)程并未描述于細(xì)節(jié)中，以避免造成本發(fā)明不必要的限制。本發(fā)明的較佳實(shí)施例會(huì)詳細(xì) 描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述之外，本發(fā)明還可以廣泛地施行在其它 的實(shí)施例中，且本發(fā)明的范圍不受限定，其以權(quán)利要求范圍為準(zhǔn)。
二氧化錫(Sn02)為一種無(wú)毒性半導(dǎo)體，其目前己被廣泛用于感應(yīng)器、 電池、電變色窗戶(hù)、太陽(yáng)能電池以及液晶顯示器(LCD)的生產(chǎn)。如R. K6tz 的「使用超高伏陽(yáng)極進(jìn)行電氣化學(xué)廢水處理，第一輯二氧化錫陽(yáng)極的物 理及電氣化學(xué)特性」以及應(yīng)用電氣化學(xué)期刊第21巻第1輯，第14-20頁(yè) (1971)所指出，純二氧化錫為一n型半導(dǎo)體，具有一約為3.5 eV的直接 能隙。另外，二氧化錫尚具有其它特性l)高化學(xué)和電氣化學(xué)穩(wěn)定性，2) 高電子傳導(dǎo)性以及3)高析氧過(guò)電位(high oxygen evolution overpotential)。 其中對(duì)于電解臭氧尤有幫助的性能是二氧化錫的氧過(guò)電位較鉑高為0.6V。 從成本角度出發(fā)，二氧化錫亦較鉑更具優(yōu)勢(shì)。雖則美國(guó)專(zhuān)利第5,364,509、 4,839,007和3,627,669號(hào)等對(duì)于以二氧化錫進(jìn)行廢水處理已有敘及，但其 于材料改良與反應(yīng)器或電解器應(yīng)的效率仍有待改進(jìn)。二氧化錫可摻雜一或 多種金屬，例如銻(Sb)、鎳(M)、鐵(Fe)、釕(Ru)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、 銠(Rh)和鈷(Co)，或者其亦可與一非金屬摻雜，如氟(F)。此外，為 提升臭氧產(chǎn)生效率，WangY-H與其研究團(tuán)隊(duì)將二氧化錫與兩種金屬摻雜， 其技術(shù)可見(jiàn)于電氣化學(xué)協(xié)會(huì)期刊第152巻第11輯，D197至D200頁(yè)(2005) 中「摻銻及鎳氧化錫電極上的臭氧電解生成」 一文。本發(fā)明參考上述文獻(xiàn) 發(fā)展出特有制造方法。
一般而言，制造銻鎳慘雜二氧化錫電極需先準(zhǔn)備一些包含特定比例的 錫、銻和鎳前驅(qū)物的酒精溶液，例如該溶液中的金屬摩爾比例為鎳:銻:錫 =1:10:600，并將此酒精溶液涂布于鈦(Ti)基板上。接著，將涂布在鈦基 板上的酒精溶液經(jīng)100-300QC的高熱分解，以轉(zhuǎn)化為一種銻鎳摻雜二氧化 錫層；再接著將上述的涂布及高熱分解重復(fù)10次以上；最后，再將帶有 多重涂布層的鈦基板以500-600°C燒結(jié)30分鐘至2小時(shí)。會(huì)經(jīng)過(guò)如此復(fù)雜 的過(guò)程，實(shí)乃因?yàn)橥坎寂c高溫分解循環(huán)進(jìn)行的次數(shù)和熱處理?xiàng)l件均密切影 響制造出的銻鎳摻雜二氧化錫電極的臭氧形成能力和可靠性，同時(shí)，本發(fā) 明上述所描述的加熱工藝所獲得的多重涂布層所制成的電極質(zhì)量極佳，可 使銻鎳摻雜二氧化錫電極于室溫下可產(chǎn)生超過(guò)30%臭氧產(chǎn)生電流效率。另一方面，本發(fā)明并驗(yàn)證銻鎳摻雜二氧化錫電極的以下特性，有益于電解臭 氧作為工業(yè)廢水處理的有效使用
1. 本發(fā)明的制造方法可用于制造大尺寸(即使高達(dá)15英吋直徑)及 各種形狀的銻鎳摻雜二氧化錫電極。
2. 本發(fā)明的制造方法所制造的銻鎳摻雜二氧化錫電極，可直接以廢水 為媒介而當(dāng)場(chǎng)形成臭氧，不須使用如氯化鈉或硫酸等特定電解質(zhì)。
3. 當(dāng)本發(fā)明的制造方法所制造的銻鎳摻雜二氧化錫電極在處理低氯 化物含量的廢水時(shí)，可使用不銹鋼做為陰極；而對(duì)于高氯化物含量的水，
例如海水，可使用鈦?zhàn)鰹殛帢O。
4. 本發(fā)明的制造方法所制造的銻鎳摻雜二氧化錫電極不需要使用離 子交換膜分離陽(yáng)極和陰極。
5. 本發(fā)明的制造方法所制造的銻鎳摻雜二氧化錫電極，其形成于銻鎳 摻雜二氧化錫電極上的臭氧和氧氣氣泡非常細(xì)致。同時(shí)過(guò)氧化氫(H202) 配合臭氧而產(chǎn)生，這是因微小臭氧氣泡和陰極的氫氣反應(yīng)而形成，其產(chǎn)生 方式與雨雪中過(guò)氧化氫自然生成的作用類(lèi)似。
6. 當(dāng)水流以高速(每分鐘10公升或以上)流經(jīng)本發(fā)明的制造方法所 制造的銻鎳摻雜二氧化錫電極時(shí)，不會(huì)對(duì)于臭氧生成效能造成明顯負(fù)面影 響。
依據(jù)上述結(jié)果，本發(fā)明可以利用銻鎳摻雜二氧化錫電極作靈活配置設(shè) 計(jì)，以制造出各種具成本效益的臭氧反應(yīng)器。
首先，如圖1所示，是一種常見(jiàn)的流通式臭氧反應(yīng)器100。如圖1所 示，臭氧反應(yīng)器100是由復(fù)數(shù)個(gè)陽(yáng)極電極140及復(fù)數(shù)個(gè)陰極電極160交互 配置于一外殼120中，以形成一種電極交互堆棧的結(jié)構(gòu)，其中以銻鎳摻雜 二氧化錫電極來(lái)形成陽(yáng)極堆棧140，而以不銹鋼、鈦、鎳或其它不可還原 金屬片形成陰極堆棧160。每一陽(yáng)極140面對(duì)一平行陰極160，反之亦然。 此外，亦可使用一非導(dǎo)電材料作為電極間的隔板(圖1中未示)，以防止 電極發(fā)生電氣短路。此非導(dǎo)電材料可以是聚丙烯、聚乙烯、尼奧普林、尼 龍或聚四氟乙烯。在一較佳的實(shí)施例中，此非導(dǎo)電材料的隔板所形成的框 架，可使電極間的間隙保持在0.5至5mm的距離。另外，還要強(qiáng)調(diào)的是， 上述陽(yáng)極堆棧140或是陰極堆棧160可將其制造成篩網(wǎng)、紗網(wǎng)或網(wǎng)狀等結(jié)構(gòu)，使電極上其設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)穿孔，因此欲被處理的水流可自由流通經(jīng)過(guò)該 等電極。然而，為了說(shuō)明上的方便，圖1中的水流是以蜿蜒路徑流貫臭氧
反應(yīng)器100。此外，圖1中的電源供應(yīng)器180可以是一種超級(jí)電容器(Super Capacitor),用來(lái)提供一個(gè)15V至20V的電壓至陽(yáng)極堆棧140與陰極堆棧 160的接點(diǎn)上，而水流通過(guò)臭氧反應(yīng)器100的后可經(jīng)完全消毒或殺菌。而 由增加電極面積或是增加陽(yáng)極-陰極對(duì)的數(shù)量，均可提升反應(yīng)器處理性能或 臭氧產(chǎn)量。而在一較佳的實(shí)施方式中，可于電源供應(yīng)器180中再加入一個(gè) 脈波寬度調(diào)整裝置(PWM) 181，以便使用者能依據(jù)所要調(diào)整電源供應(yīng)器 180的輸出電壓，進(jìn)而控制臭氧反應(yīng)器100的反應(yīng)速率。
在此要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)施例中并未限定電極堆棧的方式，其可以如圖 1所示的電極堆棧的方式，其也可以使用其它的方式形成電極的堆棧，本 發(fā)明主要描述一種以銻鎳摻雜二氧化錫電極來(lái)作為陽(yáng)極電極的臭氧反應(yīng) 器100，因此，凡以銻鎳摻雜二氧化錫電極來(lái)形成電極的堆棧結(jié)構(gòu)，均為 本發(fā)明的實(shí)施例。此外，還要強(qiáng)調(diào)的是，由于本發(fā)明可與超級(jí)電容器(Super Capacitor) —起使用，故由超級(jí)電容器提供臭氧反應(yīng)器100所需的大電流， 因而本發(fā)明的臭氧反應(yīng)器100中用以形成臭氧的電極對(duì)并無(wú)數(shù)量上的限 制。超級(jí)電容器的利用將于下文中詳細(xì)說(shuō)明。
圖2顯示一種于水中產(chǎn)生臭氧的裝置200，其中電極堆棧結(jié)構(gòu)(未示 于圖中)設(shè)置于流通式外殼220中，而外殼220并被附加于一水龍頭210 的出水口。當(dāng)水龍頭210被打開(kāi)且水流接觸到外殼220內(nèi)的感應(yīng)器(未顯 示于圖中)時(shí)，感應(yīng)器會(huì)啟動(dòng)電源供應(yīng)器230以產(chǎn)生臭氧。用以產(chǎn)生臭氧 的電力功率位準(zhǔn)和持續(xù)時(shí)間可于水中不超過(guò)lppm臭氧含量的臭氧輸出范 圍內(nèi)加以調(diào)整。由于消毒過(guò)的水中帶有臭氧，因此本實(shí)施例可適用于住家、 辦公室、市場(chǎng)以及實(shí)驗(yàn)室的不同臭氧應(yīng)用需求，可用于洗滌碗碟、肉品、 魚(yú)類(lèi)及實(shí)驗(yàn)室器皿等等。此外，要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)施例中并未限定電極堆 棧的方式，其可以如圖l所描述的電極堆棧的方式，其也可以使用其它的 方式形成電極的堆棧，本發(fā)明的重點(diǎn)是在以銻鎳摻雜二氧化錫電極來(lái)形成 陽(yáng)極電極，因此，以銻鎳摻雜二氧化錫電極來(lái)形成電極的堆棧結(jié)構(gòu)，均為 本發(fā)明的實(shí)施例。此外，在一較佳的實(shí)施方式中，電源供應(yīng)器230可以是 一種超級(jí)電容器，用來(lái)提供一個(gè)高的電功率至電極上，同時(shí)還可進(jìn)一步于電源供應(yīng)器230中再加入一個(gè)脈波寬度調(diào)整裝置(PWM) 231，以便使用 者能依據(jù)所要調(diào)整電源供應(yīng)器230的輸出電壓，進(jìn)而控制臭氧反應(yīng)器200 的反應(yīng)速率。
圖3顯示一種放置于水中的臭氧產(chǎn)生器300，其將電極堆棧(未顯示 于圖中)和其外殼310的設(shè)計(jì)變更為一可放置于水中的臭氧產(chǎn)生器300。 此種放置于水中的臭氧產(chǎn)生器300可以放置于裝有水的任何容器中，當(dāng)電 源供應(yīng)器320提供電功率至電極堆棧結(jié)構(gòu)時(shí)，細(xì)致的臭氧氣泡會(huì)由外殼 310上的復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)孔312釋出，以便使用此含有臭氧的水來(lái)消毒置于水中 的蔬菜水果。同樣要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)施例中并未限定電極堆棧的方式，其 可以如圖1所描述的電極堆棧的方式，其也可以使用其它的方式形成電極 的堆棧，本發(fā)明的重點(diǎn)是在以銻鎳摻雜二氧化錫電極來(lái)形成陽(yáng)極電極，因 此，以銻鎳摻雜二氧化錫電極來(lái)形成電極的堆棧結(jié)構(gòu)，均為本發(fā)明的實(shí)施 例。另外，而在一較佳的實(shí)施方式中，電源供應(yīng)器320可以是一種超級(jí)電 容器，用來(lái)提供一個(gè)高的電功率至電極上，同時(shí)還可進(jìn)一步于電源供應(yīng)器 320中再加入一個(gè)脈波寬度調(diào)整裝置(PWM) 321，以便使用者能依據(jù)所 要調(diào)整電源供應(yīng)器320的輸出電壓，進(jìn)而控制臭氧反應(yīng)器300的反應(yīng)速率。
圖4顯示另一種中等尺寸臭氧產(chǎn)生器的實(shí)施例。如圖4中可見(jiàn)， 一獨(dú) 立式的流通式臭氧產(chǎn)生器與一具有標(biāo)準(zhǔn)三階段過(guò)濾管的逆滲透(RO)水 處理裝置整合，其中逆滲透(RO)水處理裝置是由三階段過(guò)濾管及一逆 滲透管所組成，而臭氧產(chǎn)生器配置于逆滲透管之后，為RO所產(chǎn)出的自來(lái) 水殺菌。因?yàn)槌粞醍a(chǎn)生器不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體(如氮氧化物)，且電解臭氧 作業(yè)的臭氧產(chǎn)生是在控制下進(jìn)行(無(wú)臭氧外逸的風(fēng)險(xiǎn))，因此本實(shí)施例中 的臭氧產(chǎn)生器可安全的裝設(shè)于室內(nèi)。與圖2相比較，圖4的產(chǎn)生器可于水 中產(chǎn)出更多臭氧，以供儲(chǔ)存或供飲料制造廠用于水的裝瓶。此外，而在一 較佳的實(shí)施方式中，電源供應(yīng)器440可以是一種超級(jí)電容器，用來(lái)提供一 個(gè)高的電功率至電極上，同時(shí)還可進(jìn)一步于電源供應(yīng)器440中再加入一個(gè) 脈波寬度調(diào)整裝置(PWM) 441，以便使用者能依據(jù)所要調(diào)整電源供應(yīng)器 440的輸出電壓，進(jìn)而控制臭氧反應(yīng)器400的反應(yīng)速率。
接著，請(qǐng)參考圖5，是本發(fā)明所揭示的一種可攜式臭氧產(chǎn)生器500， 其包括一陽(yáng)極-陰極電極對(duì)510、 一外殼530及一蓋體590所組成。如圖5
13所示，陽(yáng)極-陰極電極對(duì)510間是以一絕緣材料(未顯示于圖中)將其分離 在兩側(cè)，此絕緣材料可以是塑料；而外殼530的前端與電極對(duì)510電氣連 接。此外，外殼530具有一電池容納區(qū)(未顯示于圖中)，可用以容置電 池；外殼530的靠近頂部的表面上配置一開(kāi)關(guān)550和一發(fā)光二極管LED 指示燈570，并具有一蓋體590，以便當(dāng)臭氧產(chǎn)生器500不使用時(shí)收納該 電極對(duì)510。很明顯地，本發(fā)明的可攜式臭氧產(chǎn)生器500可將陽(yáng)極-陰極電 極對(duì)510放入裝有水的容器中，例如杯子；然后由一次或可充電(二次) 電池或太陽(yáng)能電池提供電力，以使陽(yáng)極-陰極電極對(duì)510于水中產(chǎn)生臭氧， 以達(dá)到消毒置于杯子中的水。此處理后的臭氧水可被應(yīng)用于個(gè)人衛(wèi)生的需 求，.如漱口、刷牙劑以代替牙膏。并且，因?yàn)樵摮粞醍a(chǎn)生器500的可移植 性，使用者于旅行時(shí)可將其隨身攜帶至無(wú)消毒的飲用水供應(yīng)的地區(qū)。
雖然電解臭氧產(chǎn)生器的特定實(shí)施例和使用在此敘述為說(shuō)明用，本領(lǐng)域 技術(shù)人員能在不脫離本案精神與范疇下做各種不同形式的改變。舉凡不違 本發(fā)明所從事的種種修改或變化，俱屬本發(fā)明申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍。
權(quán)利要求
1、一種電極的制造方法，其包括提供一鈦基板；提供一含有至少一種金屬的溶液；涂布該溶液于該鈦基板上；加熱該鈦基板，以使該溶液轉(zhuǎn)化成具有金屬摻雜的二氧化錫層；重復(fù)前述涂布及加熱步驟復(fù)數(shù)次，以使在該鈦基板上形成復(fù)數(shù)層金屬摻雜的二氧化錫膜；以及高溫?zé)Y(jié)該鈦基板。
2、 如權(quán)利要求1所述的臭氧產(chǎn)生方法，其特征為該溶液為一種酒精 溶液。
3、 如權(quán)利要求1所述的臭氧產(chǎn)生方法，其特征為該金屬摻雜二氧化 錫中的金屬自下列族群中選出鎳、銻、鐵、釕、鉬、鈀、銠和鈷。
4、 如權(quán)利要求3所述的臭氧產(chǎn)生方法，其特征為該溶液中金屬的摩 爾比例為鎳:銻:錫=1:10:600。
5、 一種臭氧產(chǎn)生裝置，其特征為包括 一外殼，由一絕緣材料所形成；一陽(yáng)極電極，配置于該外殼中且該陽(yáng)極電極的材料為具有至少一種金屬摻雜的二氧化錫；一陰極電極，配置于該外殼中且該陽(yáng)極電極形成間隔排列； 一電源供應(yīng)器，與該陽(yáng)極電極及該陰極電極電性連接，用以提供一電功率。
6、 如權(quán)利要求5所述的臭氧產(chǎn)生器，其特征為該電源供應(yīng)器是一種 超級(jí)電容器。
7、 一種于水中產(chǎn)生臭氧的裝置，由一水龍頭及一與水龍頭連接的該 臭氧產(chǎn)生器所組成，其特征為該臭氧產(chǎn)生器包括一外殼，由一絕緣材料所形成；一陽(yáng)極電極，配置于該外殼中且該陽(yáng)極電極的材料為具有至少一種金 屬摻雜的二氧化錫；一陰極電極，配置于該外殼中且該陽(yáng)極電極形成間隔排列； 一電源供應(yīng)器，與該陽(yáng)極電極及該陰極電極電性連接，用以提供一電功率。
8、 一種放置于水中的臭氧產(chǎn)生裝置，其特征為包括一外殼，由一絕緣材料所形成且該外殼的四周上形成復(fù)數(shù)個(gè)孔洞； 一陽(yáng)極電極，配置于該外殼中且該陽(yáng)極電極的材料為具有至少一種金屬摻雜的二氧化錫；一陰極電極，配置于該外殼中且該陽(yáng)極電極形成間隔排列； 一電源供應(yīng)器，與該陽(yáng)極電極及該陰極電極電性連接，用以提供一電功率。
9、 一種于逆滲透水處理裝置中配置臭氧產(chǎn)生器的供水系統(tǒng)，該逆滲 透水處理裝置由三階段過(guò)濾槽及一逆滲透槽所組成，而該臭氧產(chǎn)生器配置 于逆滲透槽之后，將逆滲透所產(chǎn)生的水殺菌處理，其特征為該臭氧產(chǎn)生器 包括一外殼，由一絕緣材料所形成且該外殼的四周上形成復(fù)數(shù)個(gè)孔洞； 一陽(yáng)極電極，配置于該外殼中且該陽(yáng)極電極的材料為具有至少一種金屬摻雜的二氧化錫；一陰極電極，配置于該外殼中且該陽(yáng)極電極形成間隔排列； 一電源供應(yīng)器，與該陽(yáng)極電極及該陰極電極電性連接，用以提供一電功率。
10、 一種可攜式的臭氧產(chǎn)生裝置，其特征為包括一外殼，由一絕緣材料所形成，具有一電池容納區(qū)且于靠近頂部的表面上配置一開(kāi)關(guān)；一陽(yáng)極-陰極電極對(duì)，與該外殼的相對(duì)于頂端的另一端連接，其中該陽(yáng) 極電極的材料為具有至少一種金屬摻雜的二氧化錫，而該陽(yáng)極-陰極電極對(duì) 之間是以一絕緣材料將其分離在兩側(cè)；以及一蓋體，用以包覆該電極對(duì)。
全文摘要
一種臭氧產(chǎn)生裝置，包括一個(gè)絕緣材料所形成的外殼；一個(gè)具有至少一種金屬摻雜的二氧化錫的陽(yáng)極電極，系配置于外殼中；一個(gè)陰極電極，系配置于外殼中且陽(yáng)極電極形成間隔排列；一個(gè)電源供應(yīng)器，系與陽(yáng)極電極及陰極電極電性連接，用以提供一電功率。
文檔編號(hào)C25B1/04GK101608317SQ200810128509
公開(kāi)日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2008年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月19日
發(fā)明者李皞白, 薛立人 申請(qǐng)人:冠亞智財(cái)股份有限公司;薛立人