[发明专利]一种纳米氧化亚铜微电解除臭装置

说明书

本发明公开了一种纳米氧化亚铜微电解除臭装置，涉及废气处理领域，该装置包括加湿区域、微电解反应床和物料回收区；恶臭气体首先通过加湿区域，通过喷淋电解质溶液，使其在微电解反应区域内能更好的发生反应；在微电解反应区内，填充物为铸铁屑、纳米氧化亚铜和活性炭粒的混合物。首先利用纳米氧化亚铜高效吸附恶臭物质，而后利用铁碳混合物进行微电解，具体涉及到1)原电池反应、2)氧化还原反应、3)絮凝、吸附沉淀反应和4)微电场附集效应等化学反应，将恶臭气体进行去除。此外纳米氧化亚铜还具有良好的催化特性，能够加强铁碳微电解。本发明装置结构简单，操作维修简便，经济性好，适用性好，去除率高。

技术领域

本发明涉及废气处理领域，具体涉及一种纳米氧化亚铜微电解除臭装置。

背景技术

本发明装置从技术原理上看，联合应用了纳米氧化亚铜的吸附能力和催化作用以及铁碳微电解原理。

纳米材料从广义上说，是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围内(1-100nm)或者以它们作为基本结构单元构成的材料的总称。而当粒子的尺寸减小到纳米尺度时，纳米材料的性能就会表现出强烈的尺寸依赖性，这种依赖性使得纳米材料的物理性质和化学性质有别于宏观物质，材料的熔点、化学活性、催化活性、光学性能、电学性能、磁学性能及力学性能等都会发生相应的变化，这主要是由纳米材料的四个效应引起的。1)表面效应2)量子尺寸效应3)小尺寸效应4)宏观量子隧道效应。正是纳米材料具有许多优良的特性，使得其在污染控制领域具有良好的应用前景，目前正广泛应用于水、气治理领域中。

纳米氧化亚铜作为P型半导体材料，具有活性的空穴-电子对，具有量子效应，同时也具有纳米材料表面积巨大、表面能极高等特性，体现出良好的光电子转换性、催化活性、强大的吸附性、杀菌活性、低温顺磁性等。

1)纳米氧化亚铜的吸附性能

纳米氧化亚铜因为其作为纳米材料，具有极大的比表面积，因此具有很强的吸附性。对H₂S、O₃等有十分强大的吸附作用，可用于除臭剂、有害气体清除、有色溶液脱色等诸多领域。

2)纳米氧化亚铜的催化活性

早在1998年Hara和Jongh等就已经将纳米氧化亚铜用于水的光解。今年来。发现纳米氧化亚铜复合材料可以使催化性能进一步优化，纳米氧化亚铜可以在可见光照下降解甲基橙，并且当其与纳米Ag形成Ag/Cu₂O复合物后，其光催化甲基橙分解效果得到了很大的提高，可能是由于纳米Ag的引入对纳米氧化亚铜空穴-电子对产生了影响。因此纳米氧化亚铜对于光电反应具有良好的催化活性。

纳米微电解材料采用多种功能材料,通过制备、焙烧、形貌加工及成型而制得。该材料在收到外界压力变化、高温或紫外线红外线等射线能量时,材料除压热电性可以产生电场外,磁性材料本身也可以形成电场,可永久自发地产生大量的羟基负离子。利用羟基离子的氧化特性，还原一系列的有毒有害的废气。

其机理化学公式如下:

2H⁺+2e^-→2[H]→H₂ (2)

OH-e^-→·OH (3)

铁碳微电解技术具有适用范围广、使用寿命长、处理效果好、成本低廉及操作维护方便等优点。铁碳微电解的处理方法主要是通过原电池反应、氧化还原、絮凝、吸附沉淀和微电场附集效应等交互作用来去除废水中的污染物。其中涉及到的反应有1)原电池反应2)氧化还原反应3)絮凝、吸附沉淀反应4)微电场附集效应。

1)原电池反应：

在电解质溶液中，铁与碳形成原电池。铁、氧化亚铜为阳极，发生氧化反应：