臭氧(O3)因其氣味類似魚腥味而得名,是氧的同素異形體,其密度比氧氣大,由三個氧原子構成,故又稱為三原子氧、超氧。臭氧根據呈現的形態不同其顏色也不同,固態時呈藍黑色、液態時呈深藍色、氣態時呈淺藍色。同時,臭氧也是廣譜、高效的綠色殺菌劑,其極強的氧化性能夠在極短的時間內破壞細菌、病毒等微生物的生物結構,具有廣譜、高效、方便等特點,廣泛應用于水處理、食品、農業、醫療等多個領域,并發揮著越來越重要的作用。
目前,國內外普遍采用電解法制備臭氧。該方法是通過電解水來產生臭氧、氧氣和氫氣。在這個過程中,陽極處的水分子會發生氧化反應,生成臭氧。與此同時,陰極處則會發生還原反應,生成氫氣。通過選擇合適的陽極材料和支持電解質中的陰、陽離子配置,可以有效地抑制氧氣在陽極上的析出,提高臭氧的發生效率。
復合膜電極作為臭氧生成系統核心組件,其性能直接影響臭氧生成效率和質量。為提高電流效率,該復合膜電極通常采用二氧化鉛為陽極材料,Nafion膜為質子導體,通過熱壓法制備。而二氧化鉛雖成本低電流效率高,但其對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,難以發揮最佳催化效果,最終影響臭氧生成效率和質量,亟待解決。
針對上述問題,項目開展了專項研發。項目以市政用水為原料,在電極材料、結構設計等方面進行了創新,主要創新點及特點在于:研發了過渡金屬催化劑涂層修飾的鈦金屬電極,開發了噴涂、烘干及燒結復合工藝,解決了質子交換膜和催化劑之間附著力不足的問題,保證了催化效果;研制了無膜雙陽極電解臭氧發生器。通過雙陽極電解池結構設計,施加低壓直流電對水進行電解,有效降低了能耗和發熱,提高了臭氧濃度;形成了臭氧水消毒機系列產品,滿足了不同場景使用需求。
項目具有自主知識產權,相關技術獲國家授權專利;項目產品臭氧水消毒機(速凈達DJ05-300C)已通過國家衛生處理安全及適用性檢測重點實驗室檢測,符合GB 27951-2021《皮膚消毒劑通用要求》和GB 28232-2020《臭氧消毒器衛生要求》中的規定;項目產品臭氧水消毒機(速凈達DJ05-300C)已被重慶能優數字科技有限公司等單位采用,應用效果良好。
項目咨詢:王艷欣13371759156
1.陳曉暉 2.任正彬 3.許邦斌 4.李 群 5.梅德強 6.劉斯晨
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評價單位: |
中國民營科技促進會 |
報告編號: |
202401003114 |
評價日期: |
2024-09-06 |
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組織單位: |
中國民營科技促進會科技成果轉化辦公室 |
項目負責: |
雷智旺、王艷欣 |
成果管理: |
13681429210 |
1.提供的資料齊全,符合評價要求。
2.項目以市政用水為原料,在電極材料、結構設計等方面進行了創新,主要創新點及特點如下:
(1)研發了過渡金屬催化劑涂層修飾的鈦金屬電極,開發了噴涂、烘干及燒結復合工藝,解決了質子交換膜和催化劑之間附著力不足的問題,保證了催化效果。
(2)研制了無膜雙陽極電解臭氧發生器。通過雙陽極電解池結構設計,施加低壓直流電對水進行電解,有效降低了能耗和發熱,提高了臭氧濃度。
(3)形成了臭氧水消毒機系列產品,滿足了不同場景使用需求。
3.項目產品臭氧水消毒機(速凈達DJ05-300C)已通過國家衛生處理安全及適用性檢測重點實驗室檢測,符合GB 27951-2021《皮膚消毒劑通用要求》和GB 28232-2020《臭氧消毒器衛生要求》中的規定。
4.項目產品臭氧水消毒機(速凈達DJ05-300C)已被重慶能優數字科技有限公司等單位采用,應用效果良好。
5.項目具有自主知識產權,相關技術獲國家授權專利。
評價委員會認為:項目電解臭氧發生器在結構設計和電極材料選用方面達到國際先進水平,同意通過科技成果評價。
姓名 |
工作單位 |
職稱 |
從事專業 |
翁 端 |
清華大學材料學院 |
正高 | 材料科學 |
彭應登 |
國家城市環境污染控制工程技術研究中心 |
正高 | 環境工程 |
孫家躍 |
中國化工學會新材料委員會 |
正高 | 環境化學 |
吳亞西 |
中國疾病預防控制中心 |
正高 | 疾控 |
古宏偉 |
中國科學院電工研究所 |
正高 | 電極材料 |
田仁生 |
生態環境部環境規劃院 |
正高 | 環境保護 |
周 迎 |
科技部火炬中心 |
正高 | 科技管理 |