电解功能水的产生机理

时间：2016-07-24

认识水的物理化学性状:

  水从分子结构来说，是以二个氢原子与一个氧原子组成，而在自然状态下，大多是以6个水分子通过氢键耦连在一起，形成了水分子团，具有较大的分子量。而自然游离的水在磁及电场的作用下，则会产生氢键之断裂，从而由大的水分子团变成较小的水分子基团或单分子，这样更利于生物的吸收，其活性及自由能都得以改变与提高，与些同时水中的溶氧量也得以有效的是高。水在电极的作用下，会发生电解而放出氧气与氢气，这原理可被工业制氢业所运用。同时，水又是植物光合作用及呼吸作用矿质代谢等生理活动的重要参与者，是植物生长要素中最为重要的元素，水是影响植物生长的综合因素中最为关键的制限因素。水的化学性状，与其水的状态紧密相关，通常的水为中性，自然的雨水稍偏微酸，而在电极作用下，在矿质溶质的参予下，水的性状会发生变化，酸碱度变化极为明显，它在没有隔槽情况下，电极的电解会变成微酸性水，在有阴阳离子交换膜的交换分隔下，会形成强酸与强碱性的水，电功能水就是运用这一机理产生的[2]。

电功能水的形成过程:

电功能水在农业生产上的运用主要就是利用它在电极作用下，能形成强酸与强碱水的这种机理，才使它得以发挥出不同于常规自然水的特异效应，是它的运用价值所在。要产生具有强酸与强碱的两种水，首选要解决发生装置的设计，它的科学设计是极为重要的，如果只是简单在把正负电极置入水中，虽然也能电解，但形成的只是一种酸碱度稍有变化的电解水，也有其作用效应，但其杀菌力不强，达不到生产上运用的杀菌要求。为了让水电解后能对水中的氢离子、氢氧根离子、及氯离子、钠钾离子进行区隔分流，形成具有强酸碱性的功能水，在设计上必须采用阴阳离子交换膜，在电解的同时进行离子的交换，让电极的阴极富集阳离子钠与钾，而进一步反应形成碱水，让其阳极富集阴离子氯而形成酸水。为了让其形成相对稳定而又具强酸碱特性的功能水，可以在生产的原水中加入电解质的盐类，而这种盐需选择利于通过离子膜的化学物质，如氯化钠与氢化钾，其中的钾与钠离子易于在电极作用下，轻松地穿透交换膜而实现了离子间的交换，从而使阴阳极的离子富集成份发生了变化，形成了两种不同性状的水。

为了解决离子交换及区隔问题，采用了较为科学的设计是，给水施加强大的电场，让水在电场的作用下流经以离子交换膜为区隔的水流通道，这些流经交换膜的水在电场作用下发生电离，使水及溶质都处于自由能较高的离子状态，以实现离子间的膜交换，从而水中的离子在正负电场的作用下发生极性位移，再把位移富集的水进行分流式的导出，就形成了两股不同酸碱特性的水，在阴极端流出的是碱水，在阳极端流出的是酸水，再用集水槽进行分别收集，就形成了生产上可直接运用的强酸水与强碱水。而电场对水的作用强度不同又可影响水的电离程度与交换的通透性，可以通过添加浓度的不同及电流电场强度的不同来控制产出水的酸碱度，这样就形成了可调控的电功能水发生装置的技术设计思路。目前按这思路开发的电功能水装置主要由以下几方面组成，一个能进行电流强度调控及把交流转换成高压直流的电控装置，一组由白金电极板、绝缘隔板、阴阳离子交换膜分层堆叠组成的电场发生与电解离子交换装置，它是电功能水发生的核心部件，在隔板上按照水的流径设计出两道以离子交换膜为相隔的水流线通道，使流经的水在电场作用下发生离子交换，以催生离子间的位移及化学反应的进行。现把电极作用下的离子反应原理阐述如下，这是形成具有功能型水的重要机理：

阴阳极的反应式（左边为阳极，右边为阴极）：

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