专利名称：一种制备强化电生功能水的方法
技术领域：
本发明属于电生功能水领域，具体涉及一种制备强化电生功能水的方法。
背景技术：
电生功能水，是指使用电解水生成装置对稀释的食盐水或盐酸水进行电解，从而 使水的PH值、氧化还原电位(0RP)、有效氯浓度(ACC)、溶解氧(DO)、电导率(TDS)等一系列 指标发生变化，产生的具有特殊功能的酸性电生功能水和碱性电生功能水的总称。相比于 普通酸碱，电生功能水的安全性在急性和亚急性毒理实验中均得到验证，确认其对人体健 康无害。在环保方面，电生功能水浓度很低，容易中和，即使排放到环境也很便于控制，因此 其环境负担很微弱。电生功能水具备酸碱性、氧化还原性、生物膜透过性、对大多数材料无腐蚀或低腐 蚀、制备方便且经济环保等特点。在目前的研究中，在食品加工、农业生产、医疗卫生领域都 有着大量的应用。归纳这些应用基本都是基于电生功能水和普通水相比，其渗透压(强弱)、分子 团簇结构(大小)、溶解性能(大小)、电导率(高低)、PH值(大小)、氧化还原性能、表 面张力、密度、热导率等都不尽相同，电生功能水的反应活性比普通水强很多。特别是其PH 值和0RP指标在目前的众多研究和应用中被认为起到核心作用。在医疗卫生消毒、食品保 藏、作物病虫害防治方面对其作用机理均有论证和假说。目前普通酸性电生功能水的强 度一般为PH值2. 3-5，0RP在750-1200mV，碱性电生功能水的强度一般在pH值9_12，0RP 在-550 -900mV。电生功能水的独特作用使其在各个领域的应用还在不断的开拓中。然 而，目前在生物、化工、医疗等的一些领域里，常规电生功能水往往表现出有效但强度还不 够，其指标强度的局限性越发显著。这点大大影响了其应用的效果，限制了其应用范围。如 何找到提高的电生功能水性能指标强度的方法，并制备出强度更高、反应性能更好的电生 功能水是解决这一瓶颈的关键。经检索专利及文献发现，电生功能水的发生制备装置是目前研究的热点，如《电解 水生成方法及装置》(公开号CN 101391827)，《一种电解水加热方法及其加热设备》(公 开号CN 101434421A)，《一种制备强酸化水的装置》(授权公告号CN 2276936Y)，《磁化电 解水生成装置》(授权公告号CN 201261737Y)，《电解槽以及电解水生成装置》(公开号CN 1878729A)。对于强化的电生功能水及其性能指标的强化方法并未见公开报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备电生功能水的方法。本发明所提供的制备电生功能水的方法，包括下述步骤1)将制备电生功能水所用的电解液进行磁化处理，得到磁化电解液；2)将所述磁化电解液进行电解，得到所述电生功能水。所述电生功能水分为碱性电生功能水和酸性电生功能水。电解时，在阳极得到酸性电生功能水，在阴极得到碱性电生功能水。其中，所述电解液具体可为质量浓度为0. 5-3%。的NaCl和/或KC1溶液；所述NaCl 和/或KC1溶液中的溶剂均为去离子水。上述步骤1)中所述磁化处理的具体方法如下将电解液循环通过法线方向(指磁 场方向与水流方向垂直)上强度为5000-40000GS的磁场或电磁场；所述电解液的线速度为 0. 5-5m s—1，磁化处理的时间为每升电解液处理0. 5-5h。上述步骤2)中所述电解的电流密度为2-50mA cnT2，电解时间为10min-3h。步骤2)中所述电解在电解槽中进行，所述电解槽中两极板的距离可为4-30cm。本发明所用的电解槽可为无隔膜式电解槽或隔膜式电解槽(包括双槽和三槽)， 所述隔膜式电解槽中的隔膜为阳离子交换膜或阴离子交换膜；所述电解槽中的电极为平板 电极或网状电极，所述电极材料为纯钛或复合钛。本发明所提供的方法在电解前对电解液进行磁化处理，可使电解速率得到有效加 快。与未磁化处理相比，制备相同强度的电生功能水，电解时间可缩短20%以上。此外，为了提高所制备的电生功能水的强度，可在步骤2)的电解过程中维持磁化 电解液的温度在_3°C -10°C。相对于普通电解过程的电解液温度都在室温，在低温条件下 进行的电解，可使电生功能水的有效成分获得更大程度的溶解，从而得到强度提高的电生 功能水。目前普通电解得到的酸性电生功能水的强度一般为PH值2. 3 5.0，0RP值在 750 1200mV ；碱性电生功能水的强度一般在pH值9 12，0RP值在-550 _900mV。而 经过本方法强化后得到的酸性电生功能水强度为pH值1. 8 5. 0，0RP值750 1300mV ； 碱性电生功能水强度可达pH值9-13，0RP值-550 -1000mV。与已有的电生功能水制备方法以及常规的电生功能水相比，本发明所具有的优点 在于(1)制备电生功能水时的电解效率可以显著提高；(2)电生功能水的性能指标强度可 以明显提升；(3)所用方法简便易行，且成本很低。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明方法进行说明，但本发明的方法所采用的参数并不 局限于此。如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径 获得。下述实施例中所用的电解液中的溶剂均为去离子水。实施例1、通过磁化电解液提高电生功能水制备效率磁化电解液的制备是以分析纯NaCl按质量分数配成0. 2%的溶液2L。以水泵循 环通过法线方向上强度为8000Gs的钕铁硼磁场通道，通道的横截面积为5cm2，通道长为 20cm，线速度为2. 5m s—1，时间为3h。采用双槽式隔膜式电解槽，纯钛电极板，极板距离为 14cm,隔膜采用阳离子交换膜。将磁化后的质量分数为0. 2%的NaCl溶液分别加入电生功 能水发生器的两个电解槽，电解电流密度为3mA cm_2，电解30min。阳极得到酸性电生功能 水(以下简称AEW)，阴极得到碱性电生功能水(以下简称ERW)。未经磁化处理的质量分数 为0. 2%的NaCl溶液电解30min得到的AEW的pH值为2. 32，0RP为1184mV ；ERW的pH值为 11. 82，0RP为-880mV。而采用磁化电解液电解到相同强度的电生功能水所用时间为23min， 电解时间缩短20%以上。效率明显提高。实施例2、通过低温电解制备电生功能水
采用双槽式隔膜式电解槽，纯钛电极板，极板距离为14cm，隔膜采用阳离子交换 膜。将质量分数为0.2%的NaCl溶液分别加入电生功能水发生器的两个电解槽。用冰浴保 持电解液的温度在0°C，电解电流密度为3mA cm_2，电解时间为30min。低温电解完毕，在 室温下检测，AEW的pH值为2. 12，0RP为1233mV ；ERW的pH值为12. 41，0RP为_948mV。而 其他条件相同，在室温环境下电解得到AEW的pH值为2. 33，0RP为1184mV ；ERW的pH值为 11. 82，0RP 为-900mV。实施例3、磁化电解液后再进行低温电解制备电生功能水分析纯NaCl按质量分数配成0. 2%的NaCl溶液2L。以水泵循环通过法线方向上 强度为lOOOOGs的钕铁硼磁场通道，通道的横截面积为5cm2，长度为20cm，流速为2. 5m -s"1, 时间为3h。采用实施例2中所述的低温电解方法电解。得到的AEW强度为pH值1.87，0RP 值 1225mV ；ERW 的 pH 值为 12. 66，0RP 为 _988mV。
权利要求
一种制备电生功能水的方法，包括下述步骤1)将制备电生功能水所用的电解液进行磁化处理，得到磁化电解液；2)将所述磁化电解液进行电解，得到所述电生功能水。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述电解液为质量浓度为0.5-3%。的 NaCl和/或KC1溶液；所述NaCl和/或KC1溶液中的溶剂均为去离子水。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于步骤1)中所述磁化处理的方法如下 将所述电解液循环通过法线方向上强度为5000-40000GS的磁场或电磁场；所述电解液线 速度为0. 5-5m 磁化处理的时间为每升电解液处理0. 5-5h。
4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于步骤2)中所述电解的电流密度 为 2-50mA an2,电解时间为 10min_3h。
5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于步骤2)中所述电解在电解槽中 进行，所述电解槽中两极板的距离为4-30cm。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述电解槽为无隔膜式电解槽或隔膜式 电解槽，所述隔膜式电解槽中的隔膜为阳离子交换膜或阴离子交换膜；所述电解槽中的电 极为平板电极或网状电极，所述电极材料为纯钛或复合钛。
7.根据权利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于所述电解的过程中维持所述磁 化电解液的温度在_3°C -10°C。
全文摘要
本发明公开了一种制备电生功能水的方法。本发明所提供的制备电生功能水的方法，包括下述步骤1)将电解液进行磁化处理，得到磁化电解液；2)将所述磁化电解液进行电解，得到所述电生功能水。为了提高所制备的电生功能水的强度，可在电解过程中维持磁化电解液的温度在-3℃-10℃。相对于普通电解过程的电解液温度都在室温，在低温条件下进行的电解，可使电生功能水的有效成分获得更大程度的溶解，从而得到强度提高的电生功能水。
文档编号C02F1/48GK101928051SQ20101026393
公开日2010年12月29日 申请日期2010年8月26日 优先权日2010年8月26日
发明者刘莉, 孙君社, 张秀清, 蔡程烨, 裴海生 申请人:中国农业大学