電透析裝置及使用其的電透析方法
2023-10-11 17:34:59 3
電透析裝置及使用其的電透析方法
【專利摘要】一種電透析裝置，包括：一工作槽，含有一陰極室、一陽極室及一脫鹽室，其中，該陰極室及該脫鹽室由一陽離子交換膜作分隔，該陽極室及該脫鹽室由一陰離子交換膜作分隔；一陰極，設置於該陰極室，且連通至負電性；以及一陽極，設置於該陽極室，且連通至正電性；其中，該陰極及該陽極具有一導電碳層及一基材，且該導電碳層為導電性的一扭曲非晶碳所組成。本發明還提供了使用上述電透析裝置的電透析方法。
【專利說明】電透析裝置及使用其的電透析方法
【技術領域】
[0001]本發明是關於一種電透析裝置及使用其的電透析方法，尤其指一種具有導電性的扭曲非晶碳電極的電透析裝置及使用其的電透析方法
【背景技術】
[0002]由於氣候的變遷、人口的急遽膨脹、及工業發展等，全球所需的淡水與日俱增。雖地球表面有超過七成為水所覆蓋，但其中僅有約3.5%為人類可使用的淡水，是以海水淡化的技術為一世局急需研究的課題。公知海水淡化技術主要可分為蒸發法及薄膜法，其中，蒸發法又可細分為蒸氣壓縮法、多效蒸發法、及多級閃化法；而薄膜法則包含逆滲透法和電透析法。蒸氣法原理為利用高熱能將海水煮沸產生蒸氣，使之與鹽類溶質分離，冷卻即為淡水；逆滲透法為由一特殊構造膜，使溶劑通過，達到分離溶劑與溶質；而電透析法則為使用一陰、陽離子穿透膜並搭配電極使鹽類溶質過濾出，達到海水淡化的效果。
[0003]公知金屬電極(如:白金或金)雖具有良好的抗化學性，不易受溶劑的腐蝕，可應用於電透析處理中，然而，因其易親水且過電位狹窄，於相對低電壓下，即與水產生反應，將水還原成氫氣或氧化成氧氣，是以金屬電極無法使用於高電壓下，是以無法提高電透析的效率。近年來雖有各種電極材料企圖改善此一缺點，但該些電極卻容易與氧氣或殘存於溶液中的化學物質產生不可逆反應，並導致其表面的鈍化，進而影響電極的穩定性。
[0004]若能提供一能用於較高電壓下進行電透析的電極，對於推動相關產業發展，實有其所需。
【發明內容】
[0005]公知電透析法通常是採用如白金等的金屬電極，進行電透析處理。然而，因金屬本身親水且過電位狹窄的特性，金屬電極無法以較高的電壓進行電透析處理，無法提升電透析處理的效率。目前公知技術有採用多重陰陽離子膜交互排列的方式改善電透析處理的效率。但此種方式不僅增加電透析裝置的複雜度，成本亦隨的增加。據此，本發明的主要目的在提供一種電透析裝置，能通過使用可於相對高的電壓下進行電透析處理，而不會將水還原成氫氣與氧氣的電極，從而提高電透析處理的效率。
[0006]為實現上述目的，本發明提供的電透析裝置，包括:一工作槽，可含有一陰極室、一陽極室及一脫鹽室，其中，該陰極室及該脫鹽室可由一陽離子交換膜作分隔，該陽極室及該脫鹽室可由一陰離子交換膜作分隔；一陰極，設置於該陰極室，且連通至負電性；以及一陽極，設置於該陽極室，且連通至正電性；其中，該陰極及該陽極可具有一導電碳層及一基材，且該導電碳層可為導電性的一扭曲非晶碳所組成。
[0007]於上述本發明的電透析裝置中，該導電碳層的扭曲非晶碳在基於Sp3及Sp2鍵結的總數量，該扭曲非晶碳的SP3鍵結數量所佔比例可為60至90%。此外，於前述該扭曲非晶碳中，若SP3含量越低時，其電阻值越低，而相對地其導電性將越高。
[0008]於上述本發明的電透析裝置中，只要能將導電碳層穩固地形成於基材上而不致脫落，各種形成方法皆可使用，本發明並不以此為限。舉例而言，於本發明的一態樣中，該導電碳層可由陰極電弧法、真空濺鍍法或化學氣相沉積法形成於該基材上。於本發明的一具體態樣中，該導電碳層則以化學氣相沉積法形成於該基材上，以較佳地與基材緊密結合。再者，只要能於較高電壓下進行電透析處理，本發明並不特別限制該扭曲非晶碳所構成的導電碳層種類。舉例而言，於本發明的一態樣中，該導電碳層可至少一選自由類金剛石、碳纖維布、碳纖維紙、納米碳管及其組合，但本發明並不僅限於此。於本發明的一具體態樣中，該導電碳層可為類金剛石，從而使得該陰極及該陽極得以在較高電壓下進行電透析處理。此夕卜，為能適當地調控該導電碳層的導電性，本發明的導電碳層可含有一氮摻雜物或一硼摻雜物，並且透過調整其含量而達到控制導電碳層的導電度，較佳地，該氮摻雜物或該硼摻雜物的含量可為I %至50 %原子百分比，較佳可為20 %至40 %原子百分比，最佳可為30 %原子百分比。
[0009]於上述本發明的電透析裝置中，只要陰極與陽極能在較高電壓下進行電透析處理，本發明亦不特別限制該導電碳層的厚度。舉例而言，於本發明的一態樣中，該導電碳層的厚度可為I微米至1，000微米，但本發明並不以此為限。較佳地，該導電碳層的厚度可為7微米至1，000微米；更佳地，於本發明的一具體態樣中，該導電碳層的厚度可為7微米，以使得所製備的陰極及陽極得以優化電透析處理的效率。此外，只要能於電透析處理效率，該導電碳層的電阻可為5至100 QW-cm,較佳地,於本發明的一具體態樣中，該導電碳層的電阻可為7 Ω W_cm。
[0010]於上述本發明的電透析裝置中，基材的材料種類本發明並不特別限制，舉例而言，於本發明的一態樣中，該基材可為一金屬材料、一碳質材料、一陶瓷材料、或其組合所組成。更詳細地說，該金屬材料可為鋁、鈦、鋯、鎢、白金、金、銅、銀、不鏽鋼或其合金。於本發明的一具體態樣中，該金屬材料可為鋁板。又於本發明的另一態樣中，該碳質材料可以為與前述導電碳層相同的材料，例如，可至少一選自由類金剛石、碳纖維布、碳纖維紙、納米碳管及其組合，但本發明並不僅限於此。
[0011]於上述本發明的電透析裝置中，為優化電透析處理的效率，該陽離子交換膜及該陰離子交換膜間距離可為陽離子交換膜及陰極間距離的1.5倍至5倍，或該陽離子交換膜及該陰離子交換膜間距離可為陰離子交換膜及陽極間距離的1.5倍至5倍，從而優化該電透析處理效率。又於本發明的一態樣中，該陽離子交換膜及該陰離子交換膜間距離可為陽離子交換膜及陰極間距離的2倍，或該陽離子交換膜及該陰離子交換膜間距離可為陰離子交換膜及陽極間距離的2倍。更詳細地說，於本發明的一態樣中，該陰離子交換膜及該陽離子交換膜間距離可為5至50釐米(cm)。較佳地，該陰離子交換膜及該陽離子交換膜間距離可為6釐米至27.8釐米；更佳地，於本發明的一具體態樣中，該陰離子交換膜及該陽離子交換膜間距離可為6釐米。此外，於本發明的一態樣中，該陽極及該陰離子交換膜間距離可為I至20釐米，或該陰極及該陽離子交換膜間距離可為I至20釐米。較佳地，該陽極及該陰離子交換膜間距離可為3至18.8釐米，或該陰極及該陽離子交換膜間距離可為3至18.8釐米。更佳地，於本發明的一具體態樣中，該陽極及該陰離子交換膜間距離可為3釐米，且該陰極及該陽離子交換膜間距離可為3釐米。
[0012]再者，於上述本發明的電透析裝置中，該電透析裝置可以批次(batch)、半批次(sem1-batch)或是連續流(continuous flow)的方式進行電透析處理,本發明並不局限於此。舉例而言，於本發明的一態樣中，該電透析裝置可以批次的方式進行電透析處理；於本發明的另一態樣中，該電透析裝置可以半批次的方式進行電透析處理；或者於本發明的又一態樣中，該電透析裝置則以連續流的方式進行電透析處理，從而提高電透析處理的產能。
[0013]此外，於上述本發明的電透析裝置中，本發明並不特別限制電透析裝置的類型。舉例而言，於本發明的一態樣中，電透析裝置的電極可具有固定電性；抑或，本發明的電透析裝置亦可為一倒極式電透析裝置，其可切換電極的電性，從而通過切換電極電性，脫附附著於離子交換膜及電極上的沉澱物，達到延長離子交換膜及電極的使用壽命，但本發明不應以此為限。
[0014]本發明的另一目的在於提供電透析方法，能通過使用可於相對高的電壓下進行電透析處理，而不會將水還原成氫氣與氧氣的電極，從而提高電透析處理的效率。
[0015]為實現上述目的，本發明提供的電透析方法，其由如上述的電透析裝置進行一電透析處理，使一溶解物自一電透析處理液中移除，以達到海水淡化或汙水淨化的目的。
[0016]於上述本發明的電透析方法中，由於本發明所使用的電極於較高電壓下並不會將水還原成氫氣及氧氣，故可採用較高的電壓進行電透析處理。舉例而言，於本發明的一態樣中，該電透析處理的電壓可為1.5伏特至50伏特，但本發明並不局限於此。較佳地，該電透析處理的電壓可為2.5伏特至4.7伏特。更佳地，於本發明的一具體態樣中，該電透析處理的電壓可為3.5伏特，以優化該電透析處理的效率。
[0017]於上述本發明的電透析方法中，任何溶解於電透析處理液中而形成離子態的溶解物皆可通過上述本發明的電透析方法移除。舉例而言，於本發明的一態樣中，當上述本發明的電透析方法應用於海水淡化時，該溶解物可為氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、氫氧化鈣、或離子化合物、或其混合物，但本發明並不以此為限。
[0018]據此，由於本發明的電透析裝置所使用的陰極及陽極具有導電性的扭曲非晶碳，因此本發明的電透析裝置可於較高電壓下進行電透析處理，而不會將水還原成氫氣及氧氣，從而提高該電透析處理的效率。而使用本發明電透析裝置的電透析方法，因其可於較高的操作電壓下進行電透析處理，亦可有效地將溶解物由電透析液中移除。因此，本發明的電透析裝置及使用其的電透析方法相當適合應用於海水淡化或汙水淨化等的水處理中。此夕卜，亦由於本發明的電透析裝置及使用其的電透析方法可容許較高的操作電壓，除了上述能提升從溶液中移除離子的功能外，亦可應用於淨水器中，分解有機物質達到殺菌的功效，且由於操作電壓較高，更能在電透析過程中，產生臭氧，進一步提升殺菌的功效。再者，由於本發明的電透析裝置及使用其的方法具有優異的殺菌功效，亦可取代氯氣，作為泳池消毒殺菌的裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1A及IB是本發明準備例I的掃描式電子顯微鏡結果圖。
[0020]圖2是本發明測試例I的電透析裝置I的裝置示意圖。
[0021]圖3是本發明測試例I及2的電透析效率結果圖。
[0022]圖4是本發明測試例2及3的電透析效率結果圖。
[0023]圖5是本發明測試例3及4的電透析效率結果圖。
[0024]圖6是本發明測試例4及5的電透析效率結果圖。
[0025]圖7是本發明測試例6及7的電透析效率結果圖。
[0026]附圖中符號說明:
[0027]電透析裝置1，工作槽11，陰極室111，陽極室112，脫鹽室113，陽離子交換膜12，陰離子交換膜13，陰極14，陽極15。
【具體實施方式】
[0028]本發明的主要技術特徵是在於所使用的電極具有一導電碳層，因此相對於公知金屬電極僅能於I至2伏特的電壓下進行電透析處理，本發明電透析裝置的電極可於更高的電壓下進行電透析處理，從而提高電透析處理的效率。以下，通過下列例子將詳細描述本發明的電透析裝置及使用其的電透析方法。
[0029]準備例I
[0030]本準備例I是先製備電透析裝置所需的電極。首先，準備一尺寸為5 X 5cm2的鋁基板，並進行一預處理以去除該鋁基板表面的氧化層及髒汙。接著，由化學氣相沉積法於該鋁基板上沉積一含30%原子百分比氮摻雜物的類金剛石，以形成一導電碳層。據此，即可完成本發明電透析裝置所需的電極。請參考圖1A及1B，是本準備例所製備的電極的掃描式電子顯微鏡結果圖。如圖1A所示，於鋁基板上確實形成一導電碳層；並且由圖1B所示該電極的剖面可知，該導電碳層的厚度為7微米。
[0031]準備例2及3
[0032]本準備例2及3與上述準備例I大致類似，其差異僅在於所使用的鋁基板尺寸不同，其中，本準備例2及3是各自獨立由化學氣相沉積法於尺寸為1XlOcm2以及1XlOm2的鋁基板上分別沉積含30%原子百分比氮摻雜物的類金剛石，以形成厚度7微米的導電碳層。據此，本準備例2及3即可製備尺寸為1XlOcm2以及1XlOm2的電極。
[0033]準備例4
[0034]本準備例4與上述準備例I大致類似，其差異僅在是由化學氣象沉積法於一尺寸為5X5cm2的鋁基板上沉積石墨，以形成厚度為7微米的導電碳層。據此，本準備例4即可製備尺寸為5X 5cm2且導電碳層為石墨的電極。
[0035]為優化本發明的電透析裝置及使用其的電透析方法，以下由調整陰離子交換膜及陽離子交換膜間距離、離子交換膜及電極間距離、外加電壓等參數，以獲得最佳的電透析處理效率。
[0036]測試例I
[0037]首先，請參考圖2，是本發明的電透析裝置I的裝置示意圖，其包括:一工作槽11，含有一陰極室111、一陽極室112及一脫鹽室113，其中，該陰極室111及該脫鹽室113是由一陽離子交換膜12作分隔，該陽極室112及該脫鹽室113是由一陰離子交換膜13作分隔；一陰極14，設置於該陰極室111，且連通至負電性；以及一陽極15，設置於該陽極室112，且連通至正電性。於本測試例I中，該陰極14及該陽極15是為上述準備例I所製備的電極，是具有一 5X5cm2的鋁基板以及一形成於鋁基板表面且厚度為7微米的導電碳層，並且，該導電碳層為含30%原子百分比氮摻雜物的類金剛石；該陰離子交換膜與該陽極間距離以及該陽離子交換膜與該陰極間距離各自獨立為18.8釐米；而該陰離子交換膜及該陽離子交換膜間距離為27.8釐米。接著，於該陰極室112、該陽極室112及該脫鹽室113中通入等量的2.5wt%鹽水溶液，並施以一 2.5伏特的電壓進行電透析處理。測試例I的測試結果顯示於圖3中。
[0038]測試例2
[0039]本測試例2與測試例I所使用的電透析裝置大致類似，其差異僅在測試例2的陰離子交換膜及該陽離子交換膜間距離為6釐米。測試例2的測試結果顯示於圖3中。
[0040]據此，根據測試例I及2的測試結果，即可確認陰離子交換膜及陽離子交換膜間距離對於電透析處理效率的影響。請參考圖3，是本測試例I及2的電透析效率結果圖，其中，橫軸為時間；縱軸為脫鹽室113中的鹽水溶液的導電度百分比，表示於不同時間所測得的導電度與其起始導電度(即時間為O分鐘的導電度)的百分比(％)，若導電度與其起始導電度的比值下降越多，則表示電透析處理效率越佳，而導致電透析處理液的導電度下降。如圖3所示，於30分鐘內，當陰離子交換膜及陽離子交換膜間距離為6釐米時，脫鹽室的鹽水溶液的導電度下降得較快，顯示脫鹽室中的鹽水溶液含鹽量減少得較快。因此，由圖3的結果可知，陰離子交換膜及陽離子交換膜間距離為6釐米時，本發明的電透析裝置及使用其的方法可獲得較佳的電透析處理效率。
[0041]測試例3
[0042]本測試例3與測試例2所使用的電透析裝置及其電透析方法大致類似，其差異僅在於本測試例3是基於測試例2的結果，在陰離子交換膜及該陽離子交換膜間距離為6釐米的條件下，進一步確認離子交換膜與電極間距離對電透析處理效率的影響。因此，本測試例3的該陰離子交換膜與該陽極間距離以及該陽離子交換膜與該陰極間距離各自獨立為3釐米。其測試結果顯示於圖4中。
[0043]請參考圖4，是測試例2及3的電透析效率結果圖，其中，橫軸為時間；縱軸為脫鹽室113中的鹽水溶液的導電度百分比，表示於不同時間所測得的導電度與其起始導電度(即時間為O分鐘的導電度)的百分比(％ )。如圖4所示，於30分鐘內，當陰離子交換膜及陽極間距離以及陽離子交換膜及陰極間距離各自獨立為3釐米時，脫鹽室的鹽水溶液的導電度下降得較快，顯示脫鹽室中的鹽水溶液含鹽量減少得較快。因此，由圖4的結果可知，離子交換膜及電極間距離為3釐米時，本發明的電透析裝置及使用其的方法可獲得較佳的電透析處理效率。
[0044]測試例4
[0045]本測試例4與測試例3所使用的電透析裝置大致類似，其差異僅在於本測試例4是基於測試例3的結果，在陰離子交換膜及該陽離子交換膜間距離為6釐米的條件下且離子交換膜及電極間距離為3釐米的條件下，進一步確認所施加的電壓對於電透析效率的影響。由於本發明所使用的電極能夠於較高電壓下進行電透析處理，且不會將水還原成氫氣及氧氣。因此，本測試例4所施加的電壓為3.5伏特。其測試結果顯示於圖5中。
[0046]請參考圖5，是測試例3及4的電透析效率結果圖，其中，橫軸為時間；縱軸為脫鹽室113中的鹽水溶液的導電度百分比)，表示於不同時間所測得的導電度與其起始導電度(即時間為O分鐘的導電度)的百分比。如圖5所示，於30分鐘內，相較於施加電壓為
2.5伏特(測試例3)，當施加的電壓為3.5伏特時，鹽水溶液的導電度下降得更快，顯示測試例4的電透析效率更佳。更具體地,於30分鐘時，測試例4的導電度與測試例3的導電度已相差約6倍。由測試例4的結果可知，本發明電透析裝置可於更高的電壓下進行電透析處理，從而提高其電透析處理的效率。
[0047]基於上述測試例I至4的電透析效率所示的結果，本發明電透析裝置及使用其的電透析方法的裝置及操作參數較佳為:陰離子交換膜及該陽離子交換膜間距離為6釐米；離子交換膜及電極間距離為3釐米；以及所施加的電壓為3.5伏特。據此，本發明的電透析裝置及使用其的電透析方法即可優化電透析處理的效率。
[0048]測試例5
[0049]本測試例5與測試例4所使用的電透析裝置大致類似，其差異僅在於所使用的陰極與陽極係為上述準備例4所製備的電極，其中導電碳層為厚度7微米的石墨。據此，即可於相同的條件下(陰離子交換膜及該陽離子交換膜間距離為6釐米；離子交換膜及電極間距離為3釐米；以及所施加的電壓為3.5伏特)，比較不同導電碳層材質對電透析效率的影響。測試結果顯示於圖6中。
[0050]請參考圖6，是測試例4及5的電透析效率結果圖，其中，橫軸為時間；縱軸為脫鹽室113中的鹽水溶液的導電度百分比)，表示於不同時間所測得的導電度與其起始導電度(即時間為O分鐘的導電度)的百分比。如圖6所示，於30分鐘內，當電極表面的導電碳層為石墨(測試例5)時，脫鹽室中的鹽水溶液導電度比下降得比導電碳層為含氮摻雜物的類金剛石(測試例4)慢。更具體地，於30分鐘時，測試例5的導電度與測試例4的導電度已相差9倍以上。因此，由圖6所示的結果，於相同時間內，當電極表面的導電碳層為含氮摻雜物的類金剛石時，由於類金剛石具有Sp3的碳結構，是以於電透析處理過程中更為穩定。因此，使用電透析效率較佳。
[0051]測試例6
[0052]本測試例6與測試例4所使用的電透析裝置及使用其的方法大致類似，其差異僅在延長電透析處理時間，以提高電透析處理的效率。據此，本測試例6是基於上述測試例4的結果，進一步增加電透析處理時間至60分鐘，以提高其電透析處理的效率。測試結果顯示於圖7。
[0053]測試例7
[0054]本測試例7與測試例5所使用的電透析裝置及使用其的方法大致類似，其差異僅在於提高電透析處理所施加的電壓並延長電透析處理時間，以提高導電碳層為石墨的電極的電透析處理的效率。據此，本測試例7是基於上述測試例5的結果，進一步提高施加的電壓至4.7伏特並增加電透析處理時間至60分鐘，以提高其電透析處理的效率。測試結果顯示於圖7。
[0055]請參考圖7，是測試例6及7的電透析效率結果圖，其中，橫軸為時間；縱軸為脫鹽室113中的鹽水溶液的導電度百分比(％)，表示於不同時間所測得的導電度與其起始導電度(即時間為O分鐘的導電度)的百分比。如圖7所示，於60分鐘內，導電碳層為石墨的電極，需將電壓增加至4.7伏特才能使鹽水溶液的導電度比降低至0.03%。反之，於60分鐘內，當導電碳層為含氮摻雜物的類金剛石時，僅需施加3.5伏特的電壓即可使鹽水溶液的導電度降低至0.01%以下，顯然採用含氮摻雜物的類金剛石作為導電碳層更有利於提高電透析處理效率。再者，於測試例6中，經電透析處理60分鐘後，鹽水溶液的導電度為249.8 μ S0據此，使用準備例I所製備的電極進行電透析處理(測試例6)，能獲得符合中國臺灣自來水導電度標準(200 μ S至500 μ S)的淡水。
[0056]由上述測試例I至7的結果，於相對短的時間內，鹽水溶液可經本發明所製備的電透析裝置進行電透析處理，獲得符合臺灣自來水導電度標準的淡水。本發明的電透析裝置相當適合應用於海水淡化處理中。
[0057]為能於相同時間內進行大量鹽水溶液的電透析處理，將由以下實施例說明大量進行鹽水溶液電透析處理的電透析裝置及使用其的電透析方法。
[0058]實施例1
[0059]本實施例1與上述測試例6所使用的電透析裝置大致類似，其差異僅在於本實施例I的電透析裝置的工作槽容量是4倍於上述測試例6的電透析裝置的工作槽容量，並且採用半批次的方式進行電透析處理。因此，本實施例1使用準備例2所製備的1X 1cm2電極作為電透析裝置的陰極及陽極，並以半批次的方式進行電透析處理，從而提高其產能。據此，即可於相同時間內處理更大量的鹽水溶液。
[0060]實施例2
[0061]本實施例2與實施例1所使用的電透析裝置大致類似，其差異僅在於本實施例2的電透析裝置的工作槽容量是10000倍於實施例1的電透析裝置的工作槽容量，並且實施例2是採用連續流的方式進行電透析處理。因此，本實施例2使用準備例3所製備的1XlOm2電極作為電透析裝置的陰極及陽極，並以連續流的方式進行電透析處理，從而提高其產能。據此,實施例2可於相同時間內處理更大量的鹽水溶液。
[0062]由於上述準備例2及3所製備的電極皆具有含30%原子百分比氮摻雜物的類金剛石，適合在較高電壓下進行電透析處理，對於提高電透析處理效率更有其幫助。更詳細地說，即便進行大量鹽水溶液的電透析處理需使用較高的電壓，本發明電透析裝置的電極亦不會將水還原成氫氣及氧氣，是以能有效提高電透析處理的效率。再者，應了解的是，雖上述實施例1及2並未對於以半批次方式或連續流方式進行電透析處理有更詳細的說明，本領域技術人員可根據實際操作的所需，修改電透析裝置而無悖離本發明的精神及範疇。
[0063]上述例子僅為了方便說明而舉例而已，本發明所主張的權利範圍自應以申請的權利要求範圍所述為準，而非僅限於上述例子。
【權利要求】
1.一種電透析裝置，包括: 一工作槽，含有一陰極室、一陽極室及一脫鹽室，其中，該陰極室及該脫鹽室是由一陽離子交換膜作分隔，該陽極室及該脫鹽室是由一陰離子交換膜作分隔； 一陰極，設置於該陰極室，且連通至負電性；以及 一陽極，設置於該陽極室，且連通至正電性； 其中，該陰極及該陽極具有一導電碳層及一基材，且該導電碳層為導電性的一扭曲非晶碳所組成。
2.如權利要求1所述的電透析裝置，其中，該扭曲非晶碳在基於SP3及SP2鍵結的總數量，該扭曲非晶碳的Sp3鍵結數量為60至90%。
3.如權利要求1所述的電透析裝置，其中，該導電碳層至少一選自由類金剛石、碳纖維布、碳纖維紙、納米碳管及其組合。
4.如權利要求3所述的電透析裝置，其中，該導電碳層為類金剛石。
5.如權利要求1所述的電透析裝置，其中，該導電碳層含有一氮摻雜物或一硼摻雜物。
6.如權利要求5所述的電透析裝置，其中，該氮摻雜物或該硼摻雜物的含量為1%至50%原子百分比。
7.如權利要求1所述的電透析裝置，其中，該導電碳層的厚度為I微米至1，000微米。
8.如權利要求1所述的電透析裝置，其中，該導電碳層的電阻為5至lOOQW-cm。
9.如權利要求1所述的電透析裝置，其中，該基材為一金屬材料、一碳質材料、一陶瓷材料或其組合。
10.如權利要求9所述的電透析裝置，其中，該金屬材料為鋁、鈦、鋯、鎢、白金、金、銅、銀、不鏽鋼或其合金。
11.如權利要求1所述的電透析裝置，其中，該陽離子交換膜及該陰離子交換膜間距離為陽離子交換膜及陰極間距離的1.5倍至5倍，或該陽離子交換膜及該陰離子交換膜間距離為陰離子交換膜及陽極間距離的1.5倍至5倍。
12.如權利要求1所述的電透析裝置，其中，該陰離子交換膜及該陽離子交換膜間距離為5至50釐米。
13.如權利要求1所述的電透析裝置，其中，該陽極及該陰離子交換膜間距離為I至20釐米，且該陰極及該陽離子交換膜間距離為I至20釐米。
14.一種電透析方法，是由如權利要求1至13中任一項所述的電透析裝置而進行一電透析處理，使一溶解物自一電透析處理液中移除，以達到海水淡化或汙水淨化的目的。
15.如權利要求14所述的電透析方法，其中，該電透析處理的電壓為1.5伏特至50伏特。
16.如權利要求14所述的電透析方法，其中，該溶解物為氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、氫氧化鈣、或離子化合物或其混合物。
【文檔編號】B01D61/48GK104043333SQ201310106132
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年3月29日 優先權日:2013年3月15日
【發明者】鄭良謙, 陳玠瑋, 洪太峰, 林弘正, 林逸樵, 劉如熹, 宋健民 申請人:錸鑽科技股份有限公司