[发明专利]电化学法降解气态污染物的装置及其方法

说明书

本发明公开一种电化学法降解气态污染物的装置及其方法。其中，所述电化学法降解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、第一电极、第二电极、质子交换膜、第一气流通道及第二气流通道，所述质子交换膜设于所述第一电极和所述第二电极之间，所述第一电极设于所述第一气流通道内，所述第二电极设于所述第二气流通道内，所述第一电极和所述第二电极均为负载金属氧化物催化剂的多孔导电吸附材料电极。本发明的技术方案能够提高气态污染物的降解率，同时能够有效地降解水溶性较差的气态有机污染物，还可以快速杀灭空气中的致病菌及病毒。

技术领域

本发明涉及气态污染物净化技术领域，特别涉及一种电化学法降解气态污染物的装置及其方法。

背景技术

挥发性有机物是一种室温下饱和蒸气压超过133Pa、沸点在50-260度之间的易挥发性有机化合物，是室内具有强毒性的气态污染物，对人体的危害较大。目前，针对这些气态污染物的降解方法主要有吸附固定技术和反应降解技术，其中反应降解技术因可以实现挥发性有机物的降解，且采用的催化剂材料可以长期使用，故备受广泛的应用。并且，反应降解技术中的电化学方法因其装置结构紧凑、维护成本低，适用于大多数挥发性有机物的降解等特点而备受关注。

现有的电化学方法降解气态污染物，一般是将气态污染物通入液相电解液中，通过液相电解液中的阳极进行氧化降解气态污染物，但是这种方法降解气态污染物的降解效率较低，且不适合用电化学法降解水溶性较差的气态有机污染物。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种电化学法降解气态污染物的方法及其装置，旨在提高气态污染物的降解率，同时能够有效地降解水溶性较差的气态有机污染物。

为实现上述目的，本发明提出的一种电化学法降解气态污染物的装置，包括电化学反应器，所述电化学反应器包括电源、第一电极、第二电极、质子交换膜、第一气流通道及第二气流通道，所述质子交换膜设于所述第一电极和所述第二电极之间，所述第一电极设于所述第一气流通道内，所述第二电极设于所述第二气流通道内，所述第一电极和所述第二电极均为负载金属氧化物催化剂的多孔导电吸附材料电极。

可选地，所述金属氧化物催化剂为锡氧化物催化剂、铬氧化物催化剂、锰氧化物催化剂、铅氧化物催化剂、钼氧化物催化剂、铟氧化物催化剂及钛氧化物催化剂中的至少一种。

可选地，所述负载金属氧化物催化剂的载体为氮掺杂碳、氮化碳、活性炭、碳纳米管及石墨烯中的至少一种。

可选地，所述金属氧化物催化剂的负载量范围为0.01％-50％。

可选地，所述多孔导电吸附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。

可选地，所述电源为交流电源。

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。

本发明还提出了一种电化学法降解气态污染物的方法，应用于如前所述的电化学法降解气态污染物的装置，所述电化学法降解气态污染物的方法包括以下步骤：

将含气态污染物的空气分别通入第一气流通道内和第二气流通道内。

可选地，在将含气态污染物的空气分别通入第一气流通道内和第二气流通道内的步骤中，包括：

在所述第一电极和所述第二电极之间施加1V-36V的交流电压，交流电压频率范围为10Hz-10000Hz，并控制降解过程中的反应温度范围为1℃至95℃，含气态污染物的空气的流速范围为0.001m/s-10m/s，湿度范围为2％-98％，含气态污染物的空气中氧气体积含量范围为5％-20％。

可选地，所述交流电压范围为3V-5V，所述反应温度范围为5℃-45℃，含气态污染物的空气的流速范围为0.2m/s-4m/s，相对湿度范围为20％-95％，所述氧气体积含量范围为15％-20％。