[發明專利]用于氣-固相電催化反應的反應器及其消除VOCs的方法

有效

• 申請號: 201611003102.4
• 申請日: 2016-11-09
• 公開（公告）號: CN106732238B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 賀泓;張博;張長斌;王少莘
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: B01J19/08
• 分類號: B01J19/08;B01D53/32;B01D53/86;C25D3/30;C25D3/54;C25D3/50
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯桂麗

1.一種用于氣-固相電催化反應的反應器，其特征在于，所述反應器包括陽極氣室、陰極氣室、電催化陽極、隔膜和電催化陰極，所述電催化陽極和電催化陰極均透氣；

所述隔膜置于電催化陽極和電催化陰極之間，且三者組成整體，構成一體結構；

所述陽極氣室和陰極氣室獨立地為設有通孔的腔體，所述一體結構置于陽極氣室的通孔和陰極氣室的通孔之間，并將陽極氣室的通孔和陰極氣室的通孔覆蓋；

所述陽極氣室還設置有第一進氣口、第一出氣口和可選地第一導線，第一導線的一端與電催化陽極相連，另一端與電源的正極相連；

所述陰極氣室還設置有第二進氣口、第二出氣口和可選地第二導線，第二導線的一端與電催化陰極相連，另一端與電源的負極相連；

所述第一進氣口中還設置第一進氣管，所述第二進氣口中還設置第二進氣管，所述第一進氣管和第二進氣管獨立地包括導流段和擴大段，所述擴大段的直徑大于導流段的直徑，所述第一進氣管的擴大段位于陽極氣室中，所述第二進氣管的擴大段位于陰極氣室中。

2.根據權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述第一導線沿陽極氣室的內壁與電催化陽極相連；所述第二導線沿陰極氣室的內壁與電催化陰極相連。

3.根據權利要求1或所述的反應器，其特征在于，所述陽極氣室還設置第一接線柱，所述第一導線通過第一接線柱與電源的正極相連。

4.根據權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述陰極氣室還設置第二接線柱，所述第二導線通過第二接線柱與電源的負極相連。

5.根據權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述陽極氣室和陰極氣室密封連接。

6.根據權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述電催化陽極包括金屬Ti基底和位于Ti基底表面的活性物質層，所述活性物質層是由納米顆粒堆砌而成的致密層，納米顆粒的材質為摻雜的SnO₂，摻雜元素包括F和Sb；所述的金屬Ti基底為泡沫鈦和/或鈦網。

7.根據權利要求6所述的反應器，其特征在于，所述的金屬Ti基底為泡沫鈦。

8.根據權利要求6所述的反應器，其特征在于，所述活性物質層在Ti基底表面的負載量為2-10mg cm^-2。

9.根據權利要求6所述的反應器，其特征在于，所述摻雜的SnO₂的顆粒大小為1-10nm。

10.根據權利要求6所述的反應器，其特征在于，所述摻雜元素與Sn的摩爾比為0.04-0.5。

11.根據權利要求6所述的反應器，其特征在于，所述Sb和F的摩爾比為(0.2-100):1。

12.根據權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述電催化陰極包括碳紙、部分還原的氧化石墨烯和Pt，所述部分還原的氧化石墨烯負載于碳紙表面，所述Pt負載于部分還原的氧化石墨烯表面。

13.根據權利要求12所述的反應器，其特征在于，所述碳紙和Pt的質量比為10-65:1。

14.根據權利要求12所述的反應器，其特征在于，所述碳紙和Pt的質量比為50:1。

15.根據權利要求12所述的反應器，其特征在于，所述Pt的粒徑大小為100-200nm。

16.根據權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述隔膜為質子交換膜。

17.根據權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述隔膜為Nafion117。