一种臭氧水生成机的制作方法

本发明涉及低压电解法制备臭氧技术领域，具体涉及一种臭氧水生成机。

背景技术：

臭氧（O3）作为一种强氧化剂，因其氧化能力强，具有较强的杀菌消毒效果，杀菌消毒后产生氧气，不会产生二次污染，因此在环境保护等领域越来越受到重视。目前，臭氧已经广泛应用到饮用水处理、医疗用水处理、城市污水处理、食品消毒杀菌、空气净化等各个方面。然而，由于臭氧容易自分解，不易储存，因此在采用臭氧时，普遍是现制现用。目前，人工产生臭氧的方法主要包括紫外线照射法、放射化学法、介质阻挡放电法以及低压电解法等。在这些生产方法中，放射化学法需要利用放射源，成本高，且安全性差。紫外线照射法是利用紫外线照射干燥的氧气，将一部分氧分子离解成氧原子，然后氧原子再同氧分子发生反应而形成臭氧。然而，紫外线照射法能耗高、且产生的臭氧浓度较低，不利于大规模生产臭氧，更何况臭氧在使用时往往需要达到一定的浓度才具有较好的消毒杀菌效果。介质阻挡放电法是通过交变高压电场产生电晕，电晕区中有自由高能电子，当氧气体通过电晕放电区时氧气分子会在高速电子流的轰击下被离解成氧原子，然后氧原子再与氧气分子经碰撞而形成臭氧分子。然而，在采用介质阻挡放电法制备臭氧时，若选择原料为空气，则会产生对人体有害的氮氧化物，污染环境，且制得的臭氧浓度也较低。若选择为纯氧气，则会大大提高生产成本，不利于推广使用。而低压电解法制备臭氧，是利用直流电源电解含氧电解质。其中，低压电解水能够获得较高的臭氧浓度，且不会产生氮氧化物等有害物质。同时，所采用的直流电源的电压可以低至3-5伏，安全实用，便于推广。

臭氧具有广谱灭菌、操作简单、无任何残留及瞬间灭菌等特点，完全避免了化学消毒剂给环境带来的危害，是一种理想的消毒灭菌方法，因而广泛应用于农业水质卫生、食品加工厂、肉类加工厂等场所。现有技术中，采用臭氧水消毒灭菌，是一种通常的利用臭氧的方式。当臭氧水的浓度达到一定程度后，才具有较好的消毒杀菌作用。因此，如何快速高效地提供高浓度的臭氧水，并且智能控制臭氧水的生产过程以及浓度，是本领域技术人员制备臭氧水时亟需解决的技术问题。同时，现有技术中的臭氧水生成机还存在不便移动，重心不稳，易发生侧翻以及易操作失误等问题，如何避免这些问题的发生，是本领域技术人员需要解决的难题。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种臭氧水生成机。该臭氧水生成机，能够高效地制备高浓度的臭氧水，同时设备的各个部件布局合理，重心平稳，不易发生侧翻且方便移动。通过人机工程设计，极大地方便了操作，不易发生操作失误等问题。同时，通过在臭氧发生器中采用本发明中设计的膜电极组件，还能大大提高臭氧的产生速率，为后续与水的混合提供充足的臭氧，由此进一步增加高浓度臭氧水的制备效率。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种臭氧水生成机，包括车架、电源电路板模块、臭氧混合装置、控制面板和移动装置，车架包括支撑架、左侧板、右侧板以及分别位于左、右侧板外侧的左侧臂和右侧臂；左侧臂和右侧臂的上端部设置控制面板；在车架的下方设置移动装置；移动装置包括设置在车架底部前侧的万向轮以及位于车架后侧两边的固定轮；在车架的内部设置臭氧混合装置，臭氧混合装置包括臭氧发生器、静态混合器和气液混合泵；气液混合泵和静态混合器位于车架内部靠近固定轮一侧，臭氧发生器位于车架内部靠近万向轮一侧。

优选地，在车架前方设置有前盖板，前盖板中部开有窗口，在前盖板后侧且位于车架内部依次设置有风口格栅和风扇，风口格栅对应设置在前盖板的窗口位置，风扇吹出的风通过风口格栅排出，由此为车架内部部件进行散热。

优选地，在车架后方设置有后盖板，后盖板上开有通孔，并在后盖板的外侧安装有供臭氧混合装置使用的进水阀和出水阀。通过进水阀，为臭氧混合装置中的气液混合泵和静态混合器提供混合臭氧时需要的水；通过出水阀输出经过气液混合泵和静态混合器混合后的臭氧水，以供后续消毒杀菌等使用。工作时，将水与产生的臭氧通过气液混合泵和静态混合器，通过双重混合得到高浓度的臭氧水。同时采用气液混合泵和静态混合器混合臭氧和水，还能够大大增加混合效率。

优选地，支撑架设置在车架底部，臭氧发生器、气液混合泵和静态混合器均固定设置在支撑架上，并通过固定件将静态混合器与车架的左、右侧板固定；在车架的上部设置有上盖板，上盖板通过角码与车架的左、右侧板固定连接；在上盖板上设置有进水口，方便为臭氧发生器加水。基于静态混合器相对气液混合泵更高，静态混合器中由于会充入大量的水，重心也会更高，因此将静态混合器通过固定件与车架的左、右侧板固定，由此增加稳定性和固定牢度。臭氧发生器也可以根据需要选择通过固定件与车架的左、右侧板固定。

优选地，控制面板包括面板底盖、面板上盖、面板左侧板、面板右侧板、亚克力板、控制按钮、电子流量计、电子水压计和显示屏；面板底盖固定在左侧臂和右侧臂之间，面板底盖的上方设置有面板上盖，在面板上盖上方设置亚克力板，在面板上盖和亚克力板上开有多种规格的孔洞以安装控制按钮、电子流量计、电子水压计和显示屏。优选地，电子流量计位于亚克力板的右侧一端，电子水压计位于亚克力板的右侧的中上部，显示屏位于亚克力板的左侧中上位置，在亚克力板的下部区域设置一排控制按钮。显示屏的面积为整个亚克力板面积的40%以上。大尺寸的显示屏有利于操作者观察数据，而这种控制面板布置，还能够方便操作者操控臭氧水生成机，不易操作错误。

优选地，在面板上盖的左右两侧分别设置有面板左侧板和面板右侧板并使得左侧臂远离车架的一端位于面板上盖与面板左侧板之间，右侧臂远离车架的一端位于面板上盖与面板右侧板之间；面板左侧板和面板右侧板远离车架的一端通过扶手连接，同时使得扶手位于控制面板的后方。如此设置，方便操作者站在扶手的后方，通过扶手推动该臭氧水生成机，同时控制面板位于操作者的前方，且左侧臂和右侧壁的高度符合人机工程设计，方便操作者操作。优选地，在面板左侧板和面板右侧板的外侧，均可以设置PVC贴纸，方便标注机器型号、企业名称等信息。

优选地，电源电路板模块设置在车架内部且靠近上盖板的位置；气液混合泵和静态混合器并排设置在车架的后侧。如此布置，有利于臭氧水生成机的重心平稳，不易发生侧翻。

优选地，在进水阀附近的管道上设置有流量传感器和水压传感器，流量传感器和水压传感器的数据分别传输到控制面板上的电子流量计和电子水压计，以便于操作者了解臭氧水生成机的工作情况。

优选地，在臭氧发生器内部设置水位传感器和臭氧生成量检测仪，并将数据传输到控制面板以便于操作者了解臭氧发生器的工作状况。更优选地，设置声光报警器，用于臭氧发生器中缺水、水位高、或水位低时报警。更优选地，在臭氧发生器中缺水时，切断电源。

优选地，万向轮为两个，固定轮为两个12寸固定轮。

优选地，在臭氧发生器中，采用的膜电极组件包括离子交换组件、以及分别设置在离子交换组件左右两侧的阳极催化剂膜和阴极催化剂膜；离子交换组件包括金属网、涂覆在金属网两侧表面的聚四氟乙烯层以及设置在聚四氟乙烯层表面的全氟磺酸离子交换膜；涂覆聚四氟乙烯层后的金属网具有网孔结构；在聚四氟乙烯层外设置全氟磺酸离子交换膜后，金属网的网孔结构被全氟磺酸离子交换膜覆盖；阳极催化剂膜中包括未改性的聚四氟乙烯、亲水化改性后的聚四氟乙烯、阳极催化剂纳米颗粒、石墨烯；阴极催化剂膜中包含未改性的聚四氟乙烯、亲水化改性后的聚四氟乙烯、阴极催化剂纳米颗粒；阳极催化剂膜和阴极催化剂膜均采用静电纺丝成膜的方式制成。

优选地，在臭氧发生器中，采用的膜电极组件包括离子交换组件、分别设置在离子交换组件左右两侧的阳极催化剂膜和阴极催化剂膜、设置在阳极催化剂膜外侧的第一磁性纳米纤维膜、设置在阴极催化剂膜外侧的第二磁性纳米纤维膜；离子交换组件包括金属网、涂覆在金属网两侧表面的聚四氟乙烯层以及设置在聚四氟乙烯层表面的全氟磺酸离子交换膜；涂覆聚四氟乙烯层后的金属网具有网孔结构；在聚四氟乙烯层外设置全氟磺酸离子交换膜后，金属网的网孔结构被全氟磺酸离子交换膜覆盖；阳极催化剂膜中包括未改性的聚四氟乙烯、亲水化改性后的聚四氟乙烯、阳极催化剂纳米颗粒和石墨烯；阴极催化剂膜中包含未改性的聚四氟乙烯、亲水化改性后的聚四氟乙烯和阴极催化剂纳米颗粒；阳极催化剂膜和阴极催化剂膜均采用静电纺丝成膜的方式制成；第一磁性纳米纤维膜和第二磁性纳米纤维膜均是采用同轴静电纺丝方法，将磁性纳米颗粒包覆在纳米纤维的芯层而形成。

当然，当不需要较快的臭氧生成速率时，本发明中的臭氧水生成机中的臭氧发生器可以选用常规的膜电极组件，以节约成本。

该臭氧水生成机能够根据实际需要而选择具有合适的生产速率的臭氧发生器。通过调整臭氧发生器的臭氧生成量以及进水阀的供水量等，可以提供浓度范围为1-20ppm的臭氧水，可以满足各种场合对臭氧水浓度的需求。同时，该设备能够以每小时300-3000L的流量稳定地提供臭氧水，经济效益显著。通过在臭氧发生器中采用本发明设计的膜电极组件，还能大大提高臭氧的产生速率，为后续与水的混合提供充足的臭氧，由此进一步增加高浓度臭氧水的制备效率。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种臭氧水生成机。该臭氧水生成机，能够高效地制备高浓度的臭氧水，同时设备的各个部件布局合理，重心平稳，不易发生侧翻且方便移动。此外，通过人机工程设计，极大地方便了操作，不易发生操作失误等问题。

本发明的移动装置采用2+2的移动轮组合方式，设计成两个较大的固定轮和两个较小的万向轮，较小的万向轮位于车架的底部前侧，较大的固定轮位于车架后侧并位于臭氧水生成机的两侧。这样的设计不仅降低了移动臭氧水生成机时对路面的要求，而且还使机型移动转向变得更方便更简单。在控制操作方面，将控制面板以及其中的显示器设置在扶手前方，左、右侧臂的高度也符合人机工程设计，这使得操作者在按键操作时更方便，观察数据时更舒适。对控制面板的结构设计以及部件布置，显示屏大且操作按键位置合理，不易操作失误；在臭氧水生成机的整体结构方面，调整了机器重心，使机器在移动、摆放时更平稳，不易发生侧翻。通过该臭氧水生成机，能够智能化控制产生的臭氧水浓度以及生产过程，能够快速高效地提供高浓度的臭氧水，同时该高浓度臭氧消毒水机能够方便地移动和转向，适于各种工作场所使用。通过调整臭氧发生器的臭氧生成量以及进水阀的供水量等，可以提供浓度范围为1-20ppm的臭氧水，能够满足各种场合对臭氧水浓度的需求。同时，该设备能够以每小时300-3000L的流量稳定地提供臭氧水，经济效益显著。

本发明中臭氧发生器采用的膜电极组件是一体成型的，能够减少装配成本，且能够避免装配螺栓等受到臭氧的氧化腐蚀作用。本发明中的离子交换组件中采用了金属网，并在金属网的两侧表面涂覆聚四氟乙烯溶液，烘干后成膜，这样设置能够保护金属网不会被氧化腐蚀，而此时涂覆有聚四氟乙烯的金属网还具有网孔结构，不会妨碍后续覆盖的全氟磺酸离子交换膜的离子交换作用；在涂覆有聚四氟乙烯的金属网的两侧涂覆全氟磺酸离子交换树脂溶液而最终形成离子交换膜后，金属网的网孔结构被全氟磺酸离子交换膜完全覆盖，离子在经过全氟磺酸离子交换膜后才能穿过金属网，由此保证了离子交换组件的离子交换作用。离子交换组件的内部的金属网能够增加离子交换组件的刚度，保形性好，且由于金属网的导电作用而使得离子交换组件能够用作静电纺丝的接收极板。

在阳极催化剂膜和阴极催化剂膜中，同时采用了未改性的聚四氟乙烯和亲水化改性后的聚四氟乙烯。由于未改性的聚四氟乙烯是疏水性材料，而在臭氧的制备过程中是采用低压电解水的方法制备，因此，完全采用未改性的聚四氟乙烯制备阴极催化剂膜或阳极催化剂膜，会使得阴极催化剂膜或阳极催化剂膜中的气相区多，阴极催化剂膜或阳极催化剂膜中的液相区较少，电解水时电极反应的电阻较大，电流效率低，不利于臭氧气体的制备。同时，阴极催化剂膜或阳极催化剂膜中的气相区多，有利于制备得到的气体的扩散。因此，综合考虑两方面的因素，本发明通过大量的试验研究，最终确定在阳极催化剂膜和阴极催化剂膜的制备过程中，同时采用了未改性的聚四氟乙烯和亲水化改性后的聚四氟乙烯，以兼顾气体制备效率和气体扩散效率。由于这两种聚四氟乙烯的协同作用，使得阳极催化剂膜和阴极催化剂膜均处于最佳工作状态。

本发明的阳极催化剂膜和阴极催化剂膜均是通过静电纺丝的方法制备得到，一体附着在离子交换组件的两面。采用静电纺丝方法制备，能够使阳离子催化剂纳米颗粒或阴离子催化剂纳米颗粒嵌入静电纺丝制备的纳米纤维中，能够牢固地固定住这些纳米颗粒，使得在电解水制备臭氧过程中，催化剂不易脱落散失，延长了使用寿命。同时，若催化剂采用了铂等贵金属时，减少催化剂的脱落散失还能大大降低使用成本，减少浪费；若催化剂采用了二氧化铅等有毒物质时，能够减少甚至避免二氧化铅等脱落进入水中，避免环境污染等。同时，由于采用纳米尺度的颗粒状催化剂，且制备得到的纤维也是纳米纤维，这大大增加了催化剂膜的比表面积，能够显著提高催化效率，加快气体（臭氧和氢气）的生成速度。

本发明中的阳极催化膜中加入了石墨烯，石墨烯的比表面积很高，具有非常好的导热性和导电性，石墨烯能够担载阳极催化剂纳米颗粒，可明显降低催化反应的超电势，有利于催化反应的进行。同时，石墨烯还具有较好的韧性，这有利于提高纳米纤维的韧性和强力。由于石墨烯与阳极催化剂纳米颗粒的协同作用，大大提高了臭氧生成速率。

本发明的臭氧发生器采用的一种膜电极组件中，分别位于两侧的第一磁性纳米纤维膜和第二磁性纳米纤维膜之间会产生磁力，有利于阳极催化剂膜和阴极催化剂膜附着在离子交换组件上，也有利于离子的交换。由于纳米颗粒的加入会影响纺丝液的成纤性能，因此本发明的膜电极组件的阳极催化剂膜和阴极催化剂膜中不含有磁性纳米颗粒，目的是为了尽可能地增加阳极催化剂膜和阴极催化剂膜中的纳米纤维上的催化剂含量，避免磁性颗粒的加入而降低催化剂的比例。同时，将磁性纳米颗粒单独采用同轴静电纺丝的方法使其位于磁性纳米纤维膜中纳米纤维的芯层，能够避免磁性纳米颗粒接触到臭氧和氢气。

本发明的臭氧发生器中采用的膜电极组件是一种全新结构的一体成型的膜电极组件。通过大量的试验，选择在离子交换组件中加入金属网、在阳极催化剂膜和阴极催化剂膜中同时使用未改性的聚四氟乙烯和亲水化改性后的聚四氟乙烯、选择合适的阳极催化剂膜的原料组成和制备工艺等，通过这些工艺方法、原料组分以及结构改进等多种因素的协同作用，使臭氧发生效率大大提升，膜电极组件的使用寿命也明显延长。

附图说明

图1为本发明的臭氧水生成机的整体示意图；

图2为本发明的臭氧水生成机的爆炸示意图；

图3为图2中A区域的放大的结构示意图；

图4为图2中B区域的放大的结构示意图；

图5为图2中C区域的放大的结构示意图；

图6为臭氧发生器采用的一种膜电极组件示意图；

图7为臭氧发生器采用的另一种膜电极组件示意图。

附图标记：1、进水口；2、上盖板；3、角码；4、固定件；5、臭氧发生器；6、静态混合器；7、电源电路板模块；8、气液混合泵；9、支撑架；10、右侧臂；11、风扇；12、风口格栅；13、前盖板；14、万向轮；15、车架；16、左侧臂；17、固定轮；18、后盖板；19、电子流量计；20、控制按钮；21、电子水压计；22、亚克力板；23、PVC贴纸；24、面板右侧板；25、面板上盖；26、扶手；27、面板左侧板；28、显示屏；29、面板底盖；31、金属网；32、聚四氟乙烯层；33、全氟磺酸离子交换膜；34、阳极催化剂膜；35、阴极催化剂膜；36、第一磁性纳米纤维膜；37、第二磁性纳米纤维膜。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图1-7对本发明进行详细说明。

实施例一：如图1-5所示，一种臭氧水生成机，包括车架15、电源电路板模块7、臭氧混合装置、控制面板和移动装置，车架15包括支撑架9、左侧板、右侧板以及分别位于左、右侧板外侧的左侧臂16和右侧臂10；左侧臂16和右侧臂10的上端部设置有控制面板；在车架15的下方设置有移动装置；移动装置包括设置在车架15底部前侧的万向轮14以及位于车架15后侧两边的固定轮17；在车架15的内部设置有臭氧混合装置，臭氧混合装置包括臭氧发生器5、静态混合器6和气液混合泵8；气液混合泵8和静态混合器6位于车架15内部靠近固定轮17一侧，臭氧发生器5位于车架15内部靠近万向轮14一侧。万向轮14为两个，固定轮17为两个12寸固定轮。

如图3所示，在车架15前方设置有前盖板13，前盖板13中部开有窗口，在前盖板13后侧且位于车架15内部依次设置有风口格栅12和风扇11，风口格栅12对应设置在前盖板13的窗口位置，风扇11吹出的风通过风口格栅12排出，由此为车架15内部部件进行散热。在车架15后方设置有后盖板18，后盖板18上开有通孔，并在后盖板18的外侧安装有供臭氧混合装置使用的进水阀和出水阀。通过进水阀，为臭氧混合装置中的气液混合泵8和静态混合器6提供混合臭氧时需要的水；通过出水阀输出经过气液混合泵8和静态混合器6混合后的臭氧水，以供后续消毒杀菌等使用。工作时，将水与产生的臭氧通过气液混合泵8和静态混合器6，通过双重混合得到高浓度的臭氧水。同时采用气液混合泵8和静态混合器6混合臭氧和水，还能够大大增加混合效率。

支撑架9设置在车架15底部，臭氧发生器5、气液混合泵8和静态混合器6均固定设置在支撑架9上，并通过固定件4将静态混合器6与车架15的左、右侧板固定；如图2和图4所示，在车架15的上部设置有上盖板2，上盖板2通过角码3与车架15的左、右侧板固定连接；在上盖板2上设置有进水口1，方便为臭氧发生器5加水。基于静态混合器6相对气液混合泵8更高，静态混合器6中由于会充入大量的水，重心也会更高，因此将静态混合器6通过固定件4与车架15的左、右侧板固定，由此增加稳定性和固定牢度。臭氧发生器5也可以根据需要选择通过固定件4与车架15的左、右侧板固定。

如图2、图5所示，控制面板包括面板底盖29、面板上盖25、面板左侧板27、面板右侧板24、亚克力板22、控制按钮20、电子流量计19、电子水压计21和显示屏28；面板底盖29固定在左侧臂16和右侧臂10之间，面板底盖29的上方设置有面板上盖25，在面板上盖25上方设置亚克力板22，在面板上盖25和亚克力板22上开有多种规格的孔洞以安装控制按钮20、电子流量计19、电子水压计21和显示屏28。优选地，电子流量计19位于亚克力板22的右侧一端，电子水压计21位于亚克力板22的右侧的中上部，显示屏28位于亚克力板22的左侧中上位置，在亚克力板22的下部区域设置一排控制按钮20。显示屏28的面积为整个亚克力板22面积的40%以上。大尺寸的显示屏28有利于操作者观察数据，而这种控制面板布置，还能够方便操作者操控臭氧水生成机，不易操作错误。

在面板上盖25的左右两侧分别设置有面板左侧板27和面板右侧板24并使得左侧臂16远离车架的一端位于面板上盖25与面板左侧板27之间，右侧臂10远离车架的一端位于面板上盖25与面板右侧板24之间；面板左侧板27和面板右侧板24远离车架15的一端通过扶手26连接，同时使得扶手26位于控制面板的后方。如此设置，方便操作者站在扶手26的后方，通过扶手26推动该臭氧水生成机，同时控制面板位于操作者的前方，且左侧臂16和右侧壁的高度符合人机工程设计，方便操作者操作。优选地，在面板左侧板27和面板右侧板24的外侧，均可以设置PVC贴纸23，方便标注机器型号、企业名称等信息。

电源电路板模块7设置在车架15内部且靠近上盖板2的位置；气液混合泵8和静态混合器6并排设置在车架15的后侧。如此布置，有利于臭氧水生成机的重心平稳，不易发生侧翻。

在进水阀附近的管道上设置有流量传感器和水压传感器，流量传感器和水压传感器的数据分别传输到控制面板上的电子流量计19和电子水压计21，以便于操作者了解臭氧水生成机的工作情况。

在臭氧发生器5内部设置水位传感器和臭氧生成量检测仪，并将数据传输到控制面板以便于操作者了解臭氧发生器5的工作状况。更优选地，设置声光报警器，用于臭氧发生器5中缺水、水位高、或水位低时报警。更优选地，在臭氧发生器5中缺水时，切断电源。

如图6所示，在臭氧发生器中，采用的膜电极组件包括离子交换组件、以及分别设置在离子交换组件左右两侧的阳极催化剂膜34和阴极催化剂膜35；离子交换组件包括金属网31、涂覆在金属网31两侧表面的聚四氟乙烯层32以及设置在聚四氟乙烯层32表面的全氟磺酸离子交换膜33；涂覆聚四氟乙烯层32后的金属网31具有网孔结构；在聚四氟乙烯层32外设置全氟磺酸离子交换膜33后，金属网31的网孔结构被全氟磺酸离子交换膜33覆盖；阳极催化剂膜34中包括未改性的聚四氟乙烯、亲水化改性后的聚四氟乙烯、阳极催化剂纳米颗粒、石墨烯；阴极催化剂膜35中包含未改性的聚四氟乙烯、亲水化改性后的聚四氟乙烯、阴极催化剂纳米颗粒；阳极催化剂膜34和阴极催化剂膜35均采用静电纺丝成膜的方式制成。

阳极催化剂纳米颗粒选自二氧化铅、纳米掺锑二氧化锡、硼掺杂金刚石、铂中的一种或多种。阴极催化剂纳米颗粒选自铂、镍、镍钴铁合金中的一种或多种。

本实施方式中各个部件组装成整体后的示意图如图1所示。

实施例二：实施例二与实施例一的不同点在于臭氧发生器中采用的膜电极组件不同，其余与实施例一相同。

如图7所示，在臭氧发生器中，采用的膜电极组件包括离子交换组件、分别设置在离子交换组件左右两侧的阳极催化剂膜34和阴极催化剂膜35、设置在阳极催化剂膜34外侧的第一磁性纳米纤维膜36、设置在阴极催化剂膜35外侧的第二磁性纳米纤维膜37；离子交换组件包括金属网31、涂覆在金属网31两侧表面的聚四氟乙烯层32以及设置在聚四氟乙烯层32表面的全氟磺酸离子交换膜33；涂覆聚四氟乙烯层32后的金属网31具有网孔结构；在聚四氟乙烯层32外设置全氟磺酸离子交换膜33后，金属网31的网孔结构被全氟磺酸离子交换膜33覆盖；阳极催化剂膜34中包括未改性的聚四氟乙烯、亲水化改性后的聚四氟乙烯、阳极催化剂纳米颗粒和石墨烯；阴极催化剂膜35中包含未改性的聚四氟乙烯、亲水化改性后的聚四氟乙烯和阴极催化剂纳米颗粒；阳极催化剂膜34和阴极催化剂膜35均采用静电纺丝成膜的方式制成；第一磁性纳米纤维膜36和第二磁性纳米纤维膜37均是采用同轴静电纺丝方法，将磁性纳米颗粒包覆在纳米纤维的芯层而形成。

本发明中的臭氧水生成机能够根据实际需要而选择具有合适的生产速率的臭氧发生器。通过调整臭氧发生器的臭氧生成量以及进水阀的供水量等，可以提供浓度范围为1-20ppm的臭氧水，可以满足各种场合对臭氧水浓度的需求。同时，该设备能够以每小时300-3000L的流量稳定地提供臭氧水，经济效益显著。该臭氧水生成机，能够高效地制备高浓度的臭氧水，同时设备的各个部件布局合理，重心平稳，不易发生侧翻且方便移动。此外，通过人机工程设计，极大地方便了操作，不易发生操作失误等问题。通过在臭氧发生器中采用本发明设计的膜电极组件，还能大大提高臭氧的产生速率，为后续与水的混合提供充足的臭氧，由此进一步增加高浓度臭氧水的制备效率。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。