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臭氧（O3）因其氣味類似魚(yú)腥味而得名，是氧的同素異形體，其密度比氧氣大，由三個(gè)氧原子構(gòu)成，故又稱為三原子氧、超氧。臭氧根據(jù)呈現(xiàn)的形態(tài)不同其顏色也不同，固態(tài)時(shí)呈藍(lán)黑色、液態(tài)時(shí)呈深藍(lán)色、氣態(tài)時(shí)呈淺藍(lán)色。同時(shí)，臭氧也是廣譜、高效的綠色殺菌劑，其極強(qiáng)的氧化性能夠在極短的時(shí)間內(nèi)破壞細(xì)菌、病毒等微生物的生物結(jié)構(gòu)，具有廣譜、高效、方便等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于水處理、食品、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域，并發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
目前，國(guó)內(nèi)外普遍采用電解法制備臭氧。該方法是通過(guò)電解水來(lái)產(chǎn)生臭氧、氧氣和氫氣。在這個(gè)過(guò)程中，陽(yáng)極處的水分子會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，生成臭氧。與此同時(shí)，陰極處則會(huì)發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣。通過(guò)選擇合適的陽(yáng)極材料和支持電解質(zhì)中的陰、陽(yáng)離子配置，可以有效地抑制氧氣在陽(yáng)極上的析出，提高臭氧的發(fā)生效率。
復(fù)合膜電極作為臭氧生成系統(tǒng)核心組件，其性能直接影響臭氧生成效率和質(zhì)量。為提高電流效率，該復(fù)合膜電極通常采用二氧化鉛為陽(yáng)極材料，Nafion膜為質(zhì)子導(dǎo)體，通過(guò)熱壓法制備。而二氧化鉛雖成本低電流效率高，但其對(duì)水和人體健康危害性大，加之Nafion膜成本高昂且與催化材料附著力不足，難以發(fā)揮最佳催化效果，最終影響臭氧生成效率和質(zhì)量，亟待解決。
針對(duì)上述問(wèn)題，項(xiàng)目開(kāi)展了專項(xiàng)研發(fā)。項(xiàng)目以市政用水為原料，在電極材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了創(chuàng)新，主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)及特點(diǎn)在于：研發(fā)了過(guò)渡金屬催化劑涂層修飾的鈦金屬電極，開(kāi)發(fā)了噴涂、烘干及燒結(jié)復(fù)合工藝，解決了質(zhì)子交換膜和催化劑之間附著力不足的問(wèn)題，保證了催化效果；研制了無(wú)膜雙陽(yáng)極電解臭氧發(fā)生器。通過(guò)雙陽(yáng)極電解池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，施加低壓直流電對(duì)水進(jìn)行電解，有效降低了能耗和發(fā)熱，提高了臭氧濃度；形成了臭氧水消毒機(jī)系列產(chǎn)品，滿足了不同場(chǎng)景使用需求。
項(xiàng)目具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，相關(guān)技術(shù)獲國(guó)家授權(quán)專利；項(xiàng)目產(chǎn)品臭氧水消毒機(jī)（速凈達(dá)DJ05-300C）已通過(guò)國(guó)家衛(wèi)生處理安全及適用性檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，符合GB 27951-2021《皮膚消毒劑通用要求》和GB 28232-2020《臭氧消毒器衛(wèi)生要求》中的規(guī)定；項(xiàng)目產(chǎn)品臭氧水消毒機(jī)（速凈達(dá)DJ05-300C）已被重慶能優(yōu)數(shù)字科技有限公司等單位采用，應(yīng)用效果良好。
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