[发明专利]用于降解气相有机污染物的电极及其制备方法、降解气相有机污染物的方法及其装置

说明书

本发明公开一种用于降解气相有机污染物的电极及其制备方法、降解气相有机污染物的方法及其装置。其中，所述用于降解气相有机污染物的电极的制备方法包括以下步骤：提供含有单原子金属的材料和碳材料电极；将所述含有单原子的材料涂覆于所述碳材料电极的表面，干燥，得到用于降解气相有机污染物的电极。本发明的技术方案能够解决相关技术中阳极电极材料存在的问题。

技术领域

本发明涉及降解有机污染物净化技术领域，特别涉及一种用于降解气相有机污染物的电极及其制备方法、降解气相有机污染物的方法及其装置。

背景技术

目前，针对挥发性气相有机污染物的降解方法通常采用电化学氧化法，该降解方法因无须投加任何化学试剂，操作简单且绿色环保而备受关注。电化学氧化法的核心技术是阳极电催化材料，相关技术中使用的阳极电极材料主要有硼掺杂金刚石、氧化铅及氧化锡三类，但是这些电极材料往往存在以下问题：硼掺杂金刚石的成本较高，难以得到广泛应用；氧化铅电极材料中使用过程中往往难以避免潜在的铅离子释放，易造成二次环境污染，其应用受到限制；氧化锡电极材料往往存在电极稳定性差，电极寿命短等问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种用于降解气相有机污染物的电极及其制备方法，旨在解决相关技术中阳极电极材料存在的问题。

为实现上述目的，本发明提出的用于降解气相有机污染物的电极的制备方法，以下步骤：

提供含有单原子金属的材料和碳材料电极；

将所述含有单原子金属的材料涂覆于所述碳材料电极的表面，干燥，得到用于降解气相有机污染物的电极。

可选地，所述单原子催化剂是由以下步骤制备得到：

提供含有单原子金属的材料和碳载体；

将所述单原子金属材料负载于所述碳载体，得到单原子催化剂。

可选地，所述单原子金属的负载量范围为0.01％-20％。

可选地，所述单原子金属为锡、铬、锰、铅、钼、铟及钛中的至少一种。

可选地，所述碳载体为氮掺杂碳、氮化碳、活性炭、碳纳米管及石墨烯中的至少一种。

可选地，所述碳材料电极为碳纸电极、碳布电极、碳纤维布电极、碳颗粒布电极及活性炭布电极中的一种。

本发明还提出了一种用于降解气相有机污染物的电极，所述用于降解气相有机污染物的电极是由如前所述的用于降解气相有机污染物的电极的制备方法制备得到。

本发明还提出了一种降解气相有机污染物的装置，所述降解气相有机污染物的装置包括阳极、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，所述阳极为如前所述的用于降解气相有机污染物的电极，所述阴极为负载氧化还原催化剂的电极。

本发明还提出了一种降解气相有机污染物的方法，应用于如前所述的降解气相有机污染物的装置，所述降解气相有机污染物的方法包括以下步骤：

将气相有机污染物通入阳极气流通道内，将含有饱和水蒸汽的空气通入阴极气流通道内，并在所述阳极和所述阴极之间施加0.5V-36V的电解电压，控制降解过程中的反应温度范围为5℃-70℃。

可选地，所述气相有机污染物为苯、甲苯、二甲苯、甲醛或其它VOC气体。