CN114656073A - 酸性臭氧水及其制备方法和制备装置、臭氧冰 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种酸性臭氧水，所述酸性臭氧水中含有H3O+和臭氧分子，所述酸性臭氧水的氧化还原电位为400mV‑1500mV。该酸性臭氧水氧化性能好，稳定性强，有利于维持酸性臭氧水整体的稳定性和保质期。本申请还提供了该酸性臭氧水的制备方法、酸性臭氧水的制备装置以及臭氧冰。

Description

酸性臭氧水及其制备方法和制备装置、臭氧冰
技术领域
本申请涉及臭氧水技术领域，尤其涉及酸性臭氧水及其制备方法和制备装置、臭氧冰。
背景技术
臭氧是一种强氧化剂，可迅速融入细胞壁，破坏细菌、病毒等微生物的内部结构，对各种致病微生物有极强的杀灭作用，还可以用于降低农药残留、处理废水、净化空气等作用。目前，可以将臭氧溶解至水中，制成臭氧水进行使用。由于臭氧在水中的溶解度有限，因此如何进一步提高酸性臭氧水的氧化性能是亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种酸性臭氧水，所述酸性臭氧水中含有H3O+和臭氧分子，酸性臭氧水的氧化还原电位为400mV-1500mV。该酸性臭氧水为酸性环境，同时又含有臭氧分子，两者协同作用可以提高酸性臭氧水的氧化能力，有利于其应用；酸性臭氧水具有高的氧化还原电位，具有强的氧化性，更有利于长期保持和使用。
第一方面，本申请提供了一种酸性臭氧水，所述酸性臭氧水中含有H3O+和臭氧分子，所述酸性臭氧水的氧化还原电位为400mV-1500mV。
可选的，所述H3O+和所述臭氧分子之间具有氢键。
可选的，所述酸性臭氧水的pH小于或等于5。
可选的，所述酸性臭氧水中臭氧浓度为0.1mg/L-20mg/L。
可选的，所述酸性臭氧水的制备过程中没有额外加入酸性的化学试剂。酸性臭氧水的制备过程中没有额外加入酸性的化学试剂，无额外加入其他阴离子，避免了使用其他化学试剂导致的环境问题，也避免了其他阴离子存在对酸性臭氧水中臭氧分子稳定性的影响，保证了酸性臭氧水中臭氧分子长期稳定存在，有利于维持酸性臭氧水的稳定性和保质期。
本申请提供的酸性臭氧水中含有H3O+和臭氧分子，酸性臭氧水具有臭氧的氧化性能，同时由于是酸性环境，协同作用提升酸性臭氧水整体的氧化性能；酸性臭氧水具有高的氧化还原电位，具有强的氧化性，更有利于长期保持和使用。
第二方面，本申请提供了一种酸性臭氧水的制备方法，包括：
将水进行电解或通过氢型阳离子交换树脂，制备得到酸性水，所述酸性水包括H3O+；
将臭氧通入所述酸性水中，得到酸性臭氧水，所述酸性臭氧水的氧化还原电位为400mV-1500mV。
可选的，所述将水进行电解包括：将所述水通过电解装置进行电解，所述电解装置包括隔膜以及设置所述隔膜相对两侧的阳极和阴极，所述阴极和所述阳极之间的间距小于300mm。
可选的，所述电解的电流密度为0.1A/dm2-50A/dm2。进一步的，所述电解的电流密度为0.2A/dm2-25A/dm2。更进一步的，所述电解的电流密度为0.3A/dm2-10A/dm2。
可选的，按每平方分米所述阳极或所述阴极的面积计，所述水的流速小于10L/min。
可选的，按每平方米所述氢型阳离子交换树脂的横截面积计，所述水通过所述氢型阳离子交换树脂的流速为0.1L/min-2000L/min。进一步的，所述水通过所述氢型阳离子交换树脂的流速为0.5L/min-1500L/min。更进一步的，所述水通过所述氢型阳离子交换树脂的流速为1L/min-1000L/min。
可选的，按每平方米所述氢型阳离子交换树脂的横截面积计，所述氢型阳离子交换树脂的体积为0.6L-1500L。
可选的，所述水包括自来水、去离子水和蒸馏水中的至少一种。
可选的，所述酸性水的pH不大于5。
可选的，所述酸性臭氧水的制备在0℃-40℃进行。进一步的，所述酸性臭氧水的制备在4℃-30℃进行。
本申请提供的酸性臭氧水的制备方法简单，操作方便，制备成本低，能够制得具有优异氧化性能的酸性臭氧水。
第三方面，本申请提供了一种酸性臭氧水的制备装置，包括酸性水生成模块、臭氧生成模块和酸性臭氧水生成模块；
所述酸性水生成模块用于生成酸性水，所述酸性水生成模块与所述酸性臭氧水生成模块连通以使所述酸性水传递至所述酸性臭氧水生成模块，所述酸性水包括H3O+，所述酸性臭氧水的氧化还原电位为400mV-1500mV；
所述臭氧生成模块用于生成臭氧，所述臭氧生成模块与所述酸性臭氧水生成模块连通以使所述臭氧传递至所述酸性臭氧水生成模块；
所述酸性臭氧水生成模块用于混合所述酸性水和所述臭氧，生成酸性臭氧水。
可选的，所述酸性水生成模块包括电解池单元和氢型阳离子交换单元中的至少一种。
可选的，所述制备装置还包括供水模块和喷洒模块中的至少一种；
所述供水模块与所述酸性水生成模块连接，用于为所述酸性水生成模块提供原料水；
所述喷洒模块与所述酸性臭氧水生成模块连接，用于喷洒所述酸性臭氧水。
本申请提供的酸性臭氧水的制备装置结构简单实用，能够制得具有优异氧化性能的酸性臭氧水。
第四方面，本申请提供了一种酸性臭氧水，通过第二方面所述的的制备方法制得，或第三方面所述的酸性臭氧水的制备装置制得，所述酸性臭氧水中含有H3O+和臭氧分子，所述酸性臭氧水的氧化还原电位为400mV-1500mV。
本申请提供的酸性臭氧水中含有H3O+和臭氧分子，酸性臭氧水具有臭氧的氧化性能，同时由于是酸性环境，协同作用提升酸性臭氧水整体的氧化性能；酸性臭氧水具有高的氧化还原电位，具有强的氧化性，更有利于长期保持和使用；并且酸性臭氧水没有额外添加其他酸性试剂，避免了其他离子对酸性臭氧水中各成分稳定性的影响，提升了酸性臭氧水的稳定性，有利于酸性臭氧水的长期使用。
第五方面，本申请提供了一种臭氧冰，所述臭氧冰通过冷冻酸性臭氧水制得，所述酸性臭氧水包括如第一方面所述的酸性臭氧水、如第二方面所述的制备方法制得的酸性臭氧水、如第三方面所述的酸性臭氧水的制备装置制得的酸性臭氧水、或如第四方面所述的酸性臭氧水。
本申请提供的臭氧冰，能够将酸性臭氧水中的臭氧分子保留在冰格中，有利于长期保存和使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为本申请一实施方式提供的酸性臭氧水的制备方法的流程示意图。
图2为本申请一实施方式提供的酸性臭氧水的制备装置结构示意图。
图3为本申请一实施方式提供的电解池单元的结构示意图。
图4为本申请另一实施方式提供的电解池单元的结构示意图。
图5为本申请一实施方式提供的氢型阳离子交换单元的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请提供了一种酸性臭氧水，酸性臭氧水中含有H3O+和臭氧分子，酸性臭氧水的氧化还原电位为400mV-1500mV。
本申请提供的酸性臭氧水中含有H3O+和臭氧分子，酸性臭氧水具有臭氧的氧化性能，同时由于是酸性环境，两者协同作用，提升酸性臭氧水整体的氧化性能；氧化还原电位(oxidation-reduction potential，ORP)用来反映水溶液中所有物质表现出来的宏观氧化还原性。氧化还原电位越高，氧化性越强。本申请提供的酸性臭氧水具有高的氧化还原电位，具有强的氧化性，更有利于长期保持和使用，从而使酸性臭氧水可以在杀菌消毒、净化废水和空气、去除农药残留等方面具有优异的效果。
在本申请实施方式中，酸性臭氧水的制备过程中没有额外加入酸性的化学试剂。也就是说，酸性臭氧水的酸性以物理化学的方式形成，且是在没有加入酸性试剂的前提下形成的；也就是说，酸性臭氧水中除了不可避免的杂质离子外，没有其他酸根阴离子的存在，从而避免了其他阴离子对酸性臭氧水中臭氧分子稳定性的影响，保证了酸性臭氧水中臭氧分子长期稳定存在，有利于维持酸性臭氧水的稳定性和保质期；同时由于不含其他阴离子，进而不会使用其他化学试剂，从而也不存在使用中的污染问题，更加绿色环保。具体的，酸性的化学试剂可以但不限于为盐酸、硫酸、硝酸、草酸、乙酸、强酸弱碱盐等。
在本申请实施方式中，H3O+和臭氧分子之间具有氢键。臭氧溶解在水中时，溶解度有限，达到饱和浓度后无法继续溶解，不利于提升臭氧水的杀菌消毒效果，并且即使在未达到饱和浓度之前，在长期静置或使用过程中，臭氧水中的臭氧分子逐渐溢出，无法长期维持臭氧水的杀菌消毒效果。本申请提供的酸性臭氧水中具有H3O+和臭氧分子，H3O+和臭氧分子之间可以产生氢键，从而保证臭氧分子长期稳定的存在于水中，提升酸性臭氧水的长期高效的氧化性能，更有利于其应用。
在本申请实施方式中，酸性臭氧水的pH小于或等于5。通过控制酸性臭氧水的酸度，进一步加强酸性臭氧水的酸性程度，从而可以更有利于提高酸性臭氧水的氧化性能；同时酸度进一步增加，使得更多的H3O+和臭氧分子之间产生氢键，提高酸性臭氧水中臭氧分子的溶解度以及稳定性。在本申请一实施例中，酸性臭氧水的pH为1-5。进一步的，酸性臭氧水的pH为2-5。该pH值范围内的酸性臭氧水既具有优异的氧化性能，同时pH值不至于过低，容易制得，成本低。具体的，酸性臭氧水的pH可以但不限于为1、2、3、4或5等。
在本申请中，酸性臭氧水的氧化还原电位为400mV-1500mV。本申请提供的酸性臭氧水具有高的氧化还原电位，具有强的氧化性，更有利于长期保持和使用。进一步的，酸性臭氧水的氧化还原电位为900mV-1100mV。具体的，酸性臭氧水的氧化还原电位可以但不限于为400mV、600mV、800mV、900mV、1000mV、1100mV、1200mV或1500mV等。
在本申请实施方式中，酸性臭氧水中臭氧浓度为0.1mg/L-20mg/L。从而使酸性臭氧水具有的高臭氧含量以及高氧化还原电位，保证酸性臭氧水的强氧化性以及长期稳定性。进一步的，酸性臭氧水中臭氧浓度为0.4mg/L-8mg/L。更进一步的，酸性臭氧水中臭氧浓度为1mg/L-5.5mg/L。具体的，酸性臭氧水中臭氧浓度可以但不限于为0.1mg/L、0.5mg/L、1mg/L、1.5mg/L、2mg/L、2.5mg/L、3mg/L、3.5mg/L、4mg/L、5mg/L、6mg/L、8mg/L、10mg/L、12mg/L、15mg/L、18mg/L或20mg/L等。
在本申请实施方式中，H3O+和臭氧分子之间具有氢键，从而提高了酸性臭氧水稳定性。在一实施例中，酸性臭氧水的氧化还原电位为400mV-1500mV；经过24h后，酸性臭氧水的氧化还原电位350mV-1200mV。进一步的，酸性臭氧水的氧化还原电位为800mV-1200mV；经过24h后，酸性臭氧水的氧化还原电位600mV-1200mV。在另一实施例中，酸性臭氧水经放置24h后，氧化还原电位降低不超过30％。进一步的，氧化还原电位降低不超过20％。可以看出，通过氢键作用，大大提升了酸性臭氧水中臭氧分子的稳定性，在保证酸性臭氧水强氧化性能的基础上，还保证了酸性臭氧水强氧化性能的长期维持。
在本申请一实施例中，通过采用ORP值为834mV的酸性臭氧水，通过细菌ATP测试方法，对其杀菌效果进行检测。在使用酸性臭氧水之前，细菌的相对光单位(RLU)为153，使用酸性臭氧水杀菌之后，细菌的RLU为20，杀菌效果高达87％。在一对比例中，直接采用臭氧溶解在水中制得臭氧水，其ORP值为503mV。在使用该臭氧水之前，细菌的RLU为131，使用臭氧水杀菌之后，细菌的RLU为52，杀菌效率仅为60％，效果不佳。可以看出，本申请提供的酸性臭氧水具有强的氧化性能，可以在杀菌消毒，以及净化废水和空气、去除农药残留等方面具有广泛的应用前景。
请参阅图1，为本申请一实施方式提供的酸性臭氧水的制备方法的流程示意图，包括：
操作101：将水进行电解或通过氢型阳离子交换树脂，制备得到酸性水，所述酸性水包括H3O+。
操作102：将臭氧通入所述酸性水中，得到酸性臭氧水，所述酸性臭氧水的氧化还原电位为400mV-1500mV。
本申请提供的酸性臭氧水的制备方法中，仅仅使用了水和臭氧作为原料，无需额外添加任何的化学试剂，即可制得具有优异氧化性能的酸性臭氧水。相比于加入有机酸、无机酸或其他化学试剂制备的酸性臭氧水，本申请的酸性臭氧水采用的水在工业、商业甚至家庭区域均可以获得，来源十分广泛，制备成本低，并且制得的酸性臭氧水无污染，更加环保安全，无需特别注意使用和储存；同时，在此过程中，没有额外加入酸性的化学试剂，无额外加入其他阴离子，避免了其他阴离子对臭氧分子之间发生反应、影响臭氧分子稳定性的情况出现，从而避免了副产物的产生，有利于保证酸性臭氧水的稳定性和保质期。
在本申请中，酸性臭氧水的制备过程中没有额外加入酸性的化学试剂。也就是说，酸性臭氧水中除了不可避免的杂质离子外，没有其他酸根阴离子的存在，从而避免了其他阴离子对酸性臭氧水中臭氧分子稳定性的影响，保证了酸性臭氧水中臭氧分子长期稳定存在，有利于维持酸性臭氧水的稳定性和保质期；同时由于不含其他阴离子，进而不会使用其他化学试剂，从而也不存在使用中的污染问题，更加绿色环保。
在本申请实施方式中，水包括自来水、去离子水和蒸馏水中的至少一种。水来源十分广泛，有利于降低酸性臭氧水的制备成本。
在本申请一实施方式中，将水进行电解制得酸性水。通过利用电解，使得水变为富含H3O+的酸性水，无额外加入其他阴离子，有利于后续臭氧分子的溶解。在电解过程中，阳极用于产生H3O+(6H2O→O2+4H3O++4e-)，通过对阳极室中的水进行分离和收集，从而得到酸性水。在本申请一实施例中，将水进行电解包括：将水通过电解装置进行电解，电解装置包括隔膜以及设置隔膜相对两侧的阳极和阴极。在一实施例中，阴极和阳极之间的间距小于300mm。通过设置阳极和阴极之间的间距，更有利于酸性水的制备。进一步的，阴极和阳极之间的间距小于250mm。在本申请另一实施例中，电解的电流密度为0.1A/dm2-50A/dm2。采用上述电流密度有利于快速制备酸性水，提高生产效果。进一步的，电解的电流密度为0.2A/dm2-25A/dm2。更进一步的，电解的电流密度为0.3A/dm2-10A/dm2。具体的，电解的电流密度可以但不限于为0.1A/dm2、0.2A/dm2、0.3A/dm2、0.5A/dm2、1A/dm2、5A/dm2、10A/dm2、15A/dm2、20A/dm2、25A/dm2、30A/dm2、40A/dm2或50A/dm2。在本申请另一实施例中，按每平方分米(dm2)阳极或阴极的面积计，水的流速小于10L/min。从而有利于酸性水的制备，保证收集的酸性水的酸度符合使用需求。进一步的，水的流速小于8L/min。更进一步的，水的流速小于7L/min。
在本申请另一实施方式中，将水通过氢型阳离子交换树脂制得酸性水。在本申请中，通过水通过氢型阳离子交换树脂(H-Exch)后，将氢型阳离子交换树脂上的H3O+置换到水中，从而得到具有H3O+的水(H-Exch+H2O→H3O++Exch-)。在本申请一实施例中，按每平方米(m2)氢型阳离子交换树脂的横截面积计，水通过氢型阳离子交换树脂的流速为0.1L/min-2000L/min。采用上述流速有利于快速制备酸性水，提高生产效果。进一步的，流速为0.5L/min-1500L/min。更进一步的，流速为1L/min-1000L/min。具体的，流速可以但不限于为1L/min、5L/min、10L/min、50L/min、100L/min、200L/min、500L/min、1000L/min或2000L/min等。在本申请另一实施例中，按每平方米氢型阳离子交换树脂的横截面积计，氢型阳离子交换树脂的体积为0.6L-1500L。从而有利于酸性水的制备，保证制得的酸性水的酸度符合使用需求。
在本申请实施方式中，酸性水的pH不大于5。通过控制酸性水的酸度，进一步加强酸性水的酸性程度，从而可以更后续酸性臭氧水氧化性能的提高，以及有利于后续H3O+和臭氧分子之间产生更多的氢键，提高酸性水中臭氧分子的溶解度以及稳定性。进一步的，酸性水的pH为1-5。更进一步的，酸性水的pH为2-5。该pH值范围内的酸性水既有利于提升后续酸性臭氧水的氧化性能，同时pH值不至于过低，容易制得，成本低。具体的，酸性水的pH可以但不限于为1、2、3、4或5等。在一实施例中，水进行电解或通过氢型阳离子交换树脂后，可以得到pH为1-5的酸性水。在本申请中，通过控制制备酸性水的工艺参数，如电解时间、电解的电流密度、通过氢型阳离子交换树脂的流速、氢型阳离子交换树脂的性能等，从而得到所需浓度的H3O+以及所需酸度的酸性水。
在本申请实施方式中，酸性臭氧水的制备在0℃-40℃进行。进一步的，酸性臭氧水的制备在4℃-30℃进行。低于0℃时，水接近冰点，容易结冰，不利于电解和阳离子交换的进行；高于40℃时，不利于后续臭氧分子的稳定存在；因此，采用上述制备条件，有助于酸性水和酸性臭氧水的制备。
在本申请中，臭氧可以直接购买得到，也可以制备得到。具体的，可以但不限于通过电晕放电、紫外照射氧气制得臭氧或电解水制得臭氧等，可以根据实际需要进行选择；进一步的，通过控制臭氧的制备工艺参数，以得到所需浓度的臭氧。在一实施例中，臭氧的浓度为0.04g/h-200g/h。进一步的，臭氧的浓度为0.05g/h-50g/h。更进一步的，臭氧的浓度为0.1g/h-20g/h。
在本申请实施方式中，臭氧通入酸性水中在0℃-40℃进行。进一步。臭氧通入酸性水中在4℃-30℃进。低于0℃时，水接近冰点，容易结冰，不利于臭氧的通入；高于40℃时，臭氧更加活泼，在水中的稳定性会大幅度降低，不利于酸性臭氧水的制备和保存；因此，采用上述制备条件，可以有效地使臭氧溶解至酸性水中，有助于酸性臭氧水的制备。在本申请中，可以通过检测酸性臭氧水的氧化还原电位，以控制通入酸性臭氧水中的臭氧含量。
本申请提供的酸性臭氧水的制备方法简单，操作方便，制备成本低，能够制得上述任一实施方式中的酸性臭氧水，酸性臭氧水具有优异杀菌消毒效果，有利于其应用。
请参阅图2，为本申请一实施方式提供的酸性臭氧水的制备装置结构示意图，酸性臭氧水的制备装置包括酸性水生成模块11、臭氧生成模块12和酸性臭氧水生成模块13；酸性水生成模块11用于生成酸性水，酸性水生成模块11与酸性臭氧水生成模块13连通以使酸性水传递至酸性臭氧水生成模块13，酸性水包括H3O+，酸性臭氧水的氧化还原电位为400mV-1500mV；臭氧生成模块12用于生成臭氧，臭氧生成模块12与酸性臭氧水生成模块13连通以使臭氧传递至酸性臭氧水生成模块13；酸性臭氧水生成模块13用于混合酸性水和臭氧，生成酸性臭氧水。该酸性臭氧水的制备装置结构简单，可以集合酸性水生成模块11和臭氧生成模块12，最后将酸性水和臭氧混合制得酸性臭氧水。
在本申请实施方式中，酸性水生成模块11包括电解池单元和氢型阳离子交换单元中的至少一种。在本申请中，电解池单元用于将水进行电解，生成酸性水；氢型阳离子交换单元用于处理水，生成酸性水。
请参阅图3，为本申请一实施方式提供的电解池单元的结构示意图，其中，电解池单元包括阳极室入口21、阳极22、阳极室23、阳极室出口24、隔膜25、阴极室出口26、阴极室27、阴极28、阴极室入口29。在一实施例中，阳极22和/或阴极28可以但不限于分别选自铂钛网、钛、不锈钢等金属或合金材料，也可以为金属氧化物或石墨等电极材料；隔膜25包括多孔材料或离子交换材料，具体的可以但不限于为烧结多孔玻璃、多孔陶瓷、离子交换膜、膜分离器等，如聚乙烯隔膜等。在本申请中，可以根据所需要的酸性水的体积，计算所用的水和电解时间。在另一实施例中，阳极室23中水的体积大于阴极室27中水的体积。例如，阳极室23中的水位高于阴极室27中的水位。从而可以防止阴极室27的碱性水流入阳极室23中。在一具体实施例中，通过在0.3A/dm2-10A/dm2电流密度下电解6min，可以获得1L pH为3的酸性水。请参阅图4，为本申请另一实施方式提供的电解池单元的结构示意图，其与图3大致相同，不同之处在于包括多孔结构30，该多孔结构30作为隔膜。在本申请中，通过在阳极室23和阴极室27中注入水，进行电解后，在阳极室23中生成酸性水。在一具体实施例中，通过在0.3A/dm2-10A/dm2电流密度下电解10min，可以获得1L pH为3的酸性水。
请参阅图5，为本申请一实施方式提供的氢型阳离子交换单元的结构示意图，其中，氢型阳离子交换单元包括进水口31、储水部32、限流器33、氢型阳离子交换树脂34和出水口35。在本申请中，水通过进水口31沿箭头方向移动，直到进入氢型阳离子交换树脂34中，通过离子交换得到富含水合氢离子的酸性水，通过储水部32进入出水口35，即可得到酸性水，限流器33用于阻止生成的酸性水反向移动。在一实施例中，氢型阳离子交换树脂34为强酸型阳离子交换树脂。在本申请中，进水口31和出水口35可以在相对的两侧，也可以在同侧。在一具体实施例，原料水通过氢型阳离子交换单元前的pH为5.5-8，经过氢型阳离子交换单元后的pH为3-4，得到酸性水。在另一具体实施例中，按每平方米(m2)离子交换树脂横截面积计，原料水以1L/min-1000L/min的流速经过氢型阳离子交换单元后，可以在1min-5min得到酸性水。在另一实施方式中，原料水通过具有氢型阳离子交换树脂的离子交换柱，制得酸性水。在一实施例中，离子交换柱为酸性惰性材料。具体的，可以但不限于为聚乙烯、玻璃纤维复合材料、聚氯乙烯、不锈钢等。每1L氢型阳离子交换树脂可以将体积为1450L-1600L、硬度为5mg/L-67mg/L(平均硬度在36mg/L)的原料水制成酸性水。
在本申请实施方式中，酸性水生成模块11可以制得pH不大于5的酸性水。进一步的，酸性水的pH为1-5。更进一步的，酸性水的pH为2-5。具体的，酸性水的pH可以但不限于为1、2、3、4或5等。
在本申请实施方式中，臭氧生成模块12可以但不限于通过紫外光照空气或氧气制得臭氧。在一实施例中，臭氧生成模块12中的臭氧可以但不限于通过注射器或鼓泡装置注入酸性臭氧水生成模块13中。
在本申请实施方式中，酸性臭氧水生成模块13具有pH计、氧化还原电位检测计和水位传感器中的至少一种。从而可以对生成的酸性臭氧水进行监控，以得到所需性能的酸性臭氧水。
在本申请中，酸性水生成模块11和臭氧生成模块12分别与酸性臭氧水生成模块13连接，具体的，可以但不限于通过管道进行连接。
请参阅图2，溶液流动方向为实体箭头所指的方向，气体流动方向为空心箭头所指的方向。在一实施例中，酸性水生成模块11与酸性臭氧水生成模块13连接，酸性水注入至酸性臭氧水生成模块13中；臭氧生成模块12与酸性臭氧水生成模块13连接，臭氧注入至酸性臭氧水生成模块13中；酸性水与臭氧在酸性臭氧水生成模块13中混合，已将臭氧溶解在酸性水中，从而得到酸性臭氧水。进一步的，多余的臭氧可以通过管道溢出，并可以与注入酸性臭氧水生成模块13之前的臭氧混合，再次注入至酸性臭氧水生成模块13中，提高臭氧的利用率。进一步的，生成的酸性水可以通过管道与酸性水混合，重新注入酸性臭氧水生成模块13中，再次与臭氧混合，提高酸性臭氧水的酸度以及臭氧浓度，从而提升氧化性能。
在本申请实施方式中，制备装置还包括供水模块14，供水模块14与酸性水生成模块11连接，用于为酸性水生成模块11提供原料水。进一步的，原料水包括自来水、去离子水和蒸馏水中的至少一种。
在本申请实施方式中，制备装置还包括喷洒模块15；喷洒模块15与酸性臭氧水生成模块13连接，用于喷洒酸性臭氧水。通过设置喷洒模块15，可以将制得的酸性臭氧水直接进行使用，更加方便。
在本申请实施方式中，制备装置还包括混合模块17，混合模块17用于将原料水和酸性臭氧水混合，混合模块17与酸性臭氧水生成模块13连接，以将混合后的原料水和酸性臭氧水传递至酸性臭氧水生成模块13。进一步的，混合模块17设置有泵，从而可以更加快速地将原料水和酸性臭氧水混合，还可以控制臭氧的流动速度。
在本申请实施方式中，制备装置还包括检测模块16，检测模块16设置在制备装置的管道上，用于检测通过管道的液体或气体。例如可以但不限于为检测流量、离子浓度、pH值等。在一实施例中，检测模块16与混合模块17连接，以用于检测流入混合模块17中的液体流量。具体的，检测模块16用于检测流入混合模块17中酸性臭氧水的流量、检测模块16用于检测流入混合模块17中原料水的流量、或检测模块16用于检测流入混合模块17中酸性臭氧水和原料水的总流量。
在本申请中，连接可以但不限于通过管道连接。进一步的，可以通过三通管连接，以实现更多模块之间的连接。
本申请提供的酸性臭氧水的制备装置结构简单实用，能够制得优异杀菌消毒效果的酸性臭氧水。
本申请还提供了一种酸性臭氧水，该酸性臭氧水通过上述任一实施方式中的酸性臭氧水的制备方法制得，或通过上述任一实施方式中的酸性臭氧水的制备装置制得。
在本申请实施方式中，酸性臭氧水的相关参数如上所述，此处不再赘述。
本申请还提供了一种臭氧冰，臭氧冰通过冷冻酸性臭氧水制得，酸性臭氧水为上述任一实施方式提供的酸性臭氧水。
本申请提供的臭氧冰，能够将酸性臭氧水中的臭氧分子保留在冰格中，有利于长期保存和使用。
在本申请实施方式中，H3O+和臭氧分子之间具有氢键，更有利于臭氧分子在臭氧冰中长期稳定的存在，延长臭氧冰的有效可用时间。
在本申请中，臭氧冰可以进一步提高酸性臭氧水的稳定性和保质期，在需要使用时进行融化即可，使用方便快捷。在一实施例中，可以将臭氧冰放入水中，得到酸性臭氧水进行使用。在另一实施例中，可以将臭氧冰置于酸性臭氧水中，降低酸性臭氧水的温度，更有利于酸性臭氧水的保存，同时在臭氧冰融化后的酸性臭氧水可以直接使用。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种酸性臭氧水，其特征在于，所述酸性臭氧水中含有H3O+和臭氧分子，所述酸性臭氧水的氧化还原电位为400mV-1500mV。
2.如权利要求1所述的酸性臭氧水，其特征在于，所述H3O+和所述臭氧分子之间具有氢键；所述酸性臭氧水的pH小于或等于5；所述酸性臭氧水中臭氧浓度为0.1mg/L-20mg/L；所述酸性臭氧水的制备过程中没有额外加入酸性的化学试剂。
3.一种酸性臭氧水的制备方法，其特征在于，包括：
将水进行电解或通过氢型阳离子交换树脂，制备得到酸性水，所述酸性水包括H3O+；
将臭氧通入所述酸性水中，得到酸性臭氧水，所述酸性臭氧水的氧化还原电位为400mV-1500mV。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述将水进行电解包括将所述水通过电解装置进行电解，所述电解装置包括隔膜以及设置所述隔膜相对两侧的阳极和阴极，所述阴极和所述阳极之间的间距小于300mm；所述电解的电流密度为0.1A/dm2-50A/dm2；按每平方分米所述阳极或所述阴极的面积计，所述水的流速小于10L/min；
按每平方米所述氢型阳离子交换树脂的横截面积计，所述水通过所述氢型阳离子交换树脂的流速为0.1L/min-2000L/min，所述氢型阳离子交换树脂的体积为0.6L-1500L。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述水包括自来水、去离子水和蒸馏水中的至少一种，所述酸性水的pH不大于5，所述酸性臭氧水的制备在0℃-40℃进行。
6.一种酸性臭氧水的制备装置，其特征在于，包括酸性水生成模块、臭氧生成模块和酸性臭氧水生成模块；
所述酸性水生成模块用于生成酸性水，所述酸性水生成模块与所述酸性臭氧水生成模块连通以使所述酸性水传递至所述酸性臭氧水生成模块，所述酸性水包括H3O+，所述酸性臭氧水的氧化还原电位为400mV-1500mV；
所述臭氧生成模块用于生成臭氧，所述臭氧生成模块与所述酸性臭氧水生成模块连通以使所述臭氧传递至所述酸性臭氧水生成模块；
所述酸性臭氧水生成模块用于混合所述酸性水和所述臭氧，生成酸性臭氧水。
7.如权利要求6所述的制备装置，其特征在于，所述酸性水生成模块包括电解池单元和氢型阳离子交换单元中的至少一种。
8.如权利要求6所述的制备装置，其特征在于，所述制备装置还包括供水模块和喷洒模块中的至少一种；
所述供水模块与所述酸性水生成模块连接，用于为所述酸性水生成模块提供原料水；
所述喷洒模块与所述酸性臭氧水生成模块连接，用于喷洒所述酸性臭氧水。
9.一种酸性臭氧水，其特征在于，通过如权利要求3-5任一项所述的制备方法制得，或如权利要求6-8任一项所述的酸性臭氧水的制备装置制得，所述酸性臭氧水中含有H3O+和臭氧分子，所述酸性臭氧水的氧化还原电位为400mV-1500mV。
10.一种臭氧冰，其特征在于，所述臭氧冰通过冷冻酸性臭氧水制得，所述酸性臭氧水包括如权利要求1-2任一项所述的酸性臭氧水、如权利要求3-5任一项所述的制备方法制得的酸性臭氧水、如权利要求6-8任一项所述的酸性臭氧水的制备装置制得的酸性臭氧水、或如权利要求9所述的酸性臭氧水。
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