電解功能水的產(chǎn)生機(jī)理

時間：2016-07-24

認(rèn)識水的物理化學(xué)性狀:

  水從分子結(jié)構(gòu)來說，是以二個氫原子與一個氧原子組成，而在自然狀態(tài)下，大多是以6個水分子通過氫鍵耦連在一起，形成了水分子團(tuán)，具有較大的分子量。而自然游離的水在磁及電場的作用下，則會產(chǎn)生氫鍵之?dāng)嗔?，從而由大的水分子團(tuán)變成較小的水分子基團(tuán)或單分子，這樣更利于生物的吸收，其活性及自由能都得以改變與提高，與些同時水中的溶氧量也得以有效的是高。水在電極的作用下，會發(fā)生電解而放出氧氣與氫氣，這原理可被工業(yè)制氫業(yè)所運(yùn)用。同時，水又是植物光合作用及呼吸作用礦質(zhì)代謝等生理活動的重要參與者，是植物生長要素中最為重要的元素，水是影響植物生長的綜合因素中最為關(guān)鍵的制限因素。水的化學(xué)性狀，與其水的狀態(tài)緊密相關(guān)，通常的水為中性，自然的雨水稍偏微酸，而在電極作用下，在礦質(zhì)溶質(zhì)的參予下，水的性狀會發(fā)生變化，酸堿度變化極為明顯，它在沒有隔槽情況下，電極的電解會變成微酸性水，在有陰陽離子交換膜的交換分隔下，會形成強(qiáng)酸與強(qiáng)堿性的水，電功能水就是運(yùn)用這一機(jī)理產(chǎn)生的[2]。

電功能水的形成過程:

電功能水在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的運(yùn)用主要就是利用它在電極作用下，能形成強(qiáng)酸與強(qiáng)堿水的這種機(jī)理，才使它得以發(fā)揮出不同于常規(guī)自然水的特異效應(yīng)，是它的運(yùn)用價值所在。要產(chǎn)生具有強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的兩種水，首選要解決發(fā)生裝置的設(shè)計，它的科學(xué)設(shè)計是極為重要的，如果只是簡單在把正負(fù)電極置入水中，雖然也能電解，但形成的只是一種酸堿度稍有變化的電解水，也有其作用效應(yīng)，但其殺菌力不強(qiáng)，達(dá)不到生產(chǎn)上運(yùn)用的殺菌要求。為了讓水電解后能對水中的氫離子、氫氧根離子、及氯離子、鈉鉀離子進(jìn)行區(qū)隔分流，形成具有強(qiáng)酸堿性的功能水，在設(shè)計上必須采用陰陽離子交換膜，在電解的同時進(jìn)行離子的交換，讓電極的陰極富集陽離子鈉與鉀，而進(jìn)一步反應(yīng)形成堿水，讓其陽極富集陰離子氯而形成酸水。為了讓其形成相對穩(wěn)定而又具強(qiáng)酸堿特性的功能水，可以在生產(chǎn)的原水中加入電解質(zhì)的鹽類，而這種鹽需選擇利于通過離子膜的化學(xué)物質(zhì)，如氯化鈉與氫化鉀，其中的鉀與鈉離子易于在電極作用下，輕松地穿透交換膜而實現(xiàn)了離子間的交換，從而使陰陽極的離子富集成份發(fā)生了變化，形成了兩種不同性狀的水。

為了解決離子交換及區(qū)隔問題，采用了較為科學(xué)的設(shè)計是，給水施加強(qiáng)大的電場，讓水在電場的作用下流經(jīng)以離子交換膜為區(qū)隔的水流通道，這些流經(jīng)交換膜的水在電場作用下發(fā)生電離，使水及溶質(zhì)都處于自由能較高的離子狀態(tài)，以實現(xiàn)離子間的膜交換，從而水中的離子在正負(fù)電場的作用下發(fā)生極性位移，再把位移富集的水進(jìn)行分流式的導(dǎo)出，就形成了兩股不同酸堿特性的水，在陰極端流出的是堿水，在陽極端流出的是酸水，再用集水槽進(jìn)行分別收集，就形成了生產(chǎn)上可直接運(yùn)用的強(qiáng)酸水與強(qiáng)堿水。而電場對水的作用強(qiáng)度不同又可影響水的電離程度與交換的通透性，可以通過添加濃度的不同及電流電場強(qiáng)度的不同來控制產(chǎn)出水的酸堿度，這樣就形成了可調(diào)控的電功能水發(fā)生裝置的技術(shù)設(shè)計思路。目前按這思路開發(fā)的電功能水裝置主要由以下幾方面組成，一個能進(jìn)行電流強(qiáng)度調(diào)控及把交流轉(zhuǎn)換成高壓直流的電控裝置，一組由白金電極板、絕緣隔板、陰陽離子交換膜分層堆疊組成的電場發(fā)生與電解離子交換裝置，它是電功能水發(fā)生的核心部件，在隔板上按照水的流徑設(shè)計出兩道以離子交換膜為相隔的水流線通道，使流經(jīng)的水在電場作用下發(fā)生離子交換，以催生離子間的位移及化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行?，F(xiàn)把電極作用下的離子反應(yīng)原理闡述如下，這是形成具有功能型水的重要機(jī)理：

陰陽極的反應(yīng)式（左邊為陽極，右邊為陰極）：

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