[发明专利]电芬顿催化氧化去除气态污染物的方法及其装置

说明书

本发明公开一种电芬顿催化氧化去除气态污染物的方法及其装置。其中，所述电芬顿催化氧化去除气态污染物的装置包括电化学反应器，所述电化学反应器包括电源、阳极、阴极、质子交换膜、阳极气流通道及阴极气流通道，所述质子交换膜设于所述阳极和所述阴极之间，所述阳极设于所述阳极气流通道内，所述阴极设于所述阴极气流通道内，所述阴极为负载过渡金属催化剂的多孔导电吸附材料电极。阴极电化学还原氧气产生过氧化氢，负载在阴极表面的芬顿催化剂催化分解过氧化氢产生羟基自由基活性物种，羟基自由基进而氧化去除气态有机污染物，通过阳极电解水或水蒸气产生氧气。本发明的技术方案能够有效地去除气态污染物，应用范围广泛。

技术领域

本发明涉及气态污染物技术领域，特别涉及一种电芬顿催化氧化去除气态污染物的方法及其装置。

背景技术

空气中气态污染物主要来源于人类活动(工业生产、燃煤、机动车尾气等)和自然过程排放，具有毒性、致癌性及恶臭等特点，同时还是通过光化学反应生产二次气溶胶和臭氧的重要前体物之一。目前，去除气态污染物的方法主要有物理吸附、臭氧氧化、光催化、热催化氧化以及等离子体方法，但是这些去除方法普遍存在能耗高、具有安全隐患及产生二次污染等问题，应用范围受到限制。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种电芬顿催化氧化去除气态污染物的方法及其装置，旨在有效地去除气态污染物，应用范围较为广泛。

为实现上述目的，本发明提出的去除气态污染物的装置，包括电化学反应器，所述电化学反应器包括电源、阳极、阴极、质子交换膜、阳极气流通道及阴极气流通道，所述质子交换膜设于所述阳极和所述阴极之间，所述阳极设于所述阳极气流通道内，所述阴极设于所述阴极气流通道内，所述阴极为负载电芬顿催化剂的多孔导电吸附材料电极。

可选地，所述电芬顿催化剂的活性成分为铁、钴、镍、锰及铈的氧化物、氢氧化物及其合金的至少一种。

可选地，所述电芬顿催化剂的活性成分为多聚磷酸与铁离子的络合物、磷酸铁锂及金属有机骨架材料中的至少一种。

可选地，所述多孔导电吸附材料电极为活性炭纤维、石墨烯、碳纳米管、氮掺杂石墨烯中的一种。

可选地，所述电芬顿催化剂的负载量范围为0.1％-50％。

可选地，所述阳极为石墨电极、金属电极、金属合金电极、金属氧化物电极中的至少一种。

可选地，所述金属电极为锡电极、铬电极、镍电极、锰电极、钌电极、铱电极、铁电极、铑电极、钯电极、铂电极、铅电极及钽电极中的至少一种。

可选地，所述电化学反应器设置有多个，多个所述电化学反应器并联或串联设置。

可选地，所述电化学反应器设置有多个，多个所述电化学反应器并联设置，相邻两个所述电化学反应器之相对电极位于同一气流通道内，且位于同一气流通道的两个电极极性相同；和/或，所述电化学反应器设置有多个，多个所述电化学反应器串联设置，相邻两个所述电化学反应器之相对电极位于同一气流通道内，且位于同一气流通道的两个电极极性相同。

本发明还提出了一种去除气态污染物的方法，应用于如前所述的去除气态污染物的装置，所述去除气态污染物的方法包括以下步骤：

将含气态污染物的空气通入阴极气流通道内，将水或含水蒸汽的空气通入阳极气流通道内，并在所述阳极和所述阴极之间施加0.5V-36V的直流电压；

预设时间后分别监测阴极气流通道的出气口处气态污染物的浓度。