[發明專利]電芬頓催化氧化去除氣態污染物的方法及其裝置

有效

• 申請號: 201910948066.6
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110585916B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 張禮知;艾智慧;賈法龍;嚴義清;嚴方升;李普煊
• 申請（專利權）人: 華中師范大學;深圳市普瑞美泰環保科技有限公司
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/94;B01D53/38
• 代理公司: 深圳市恒程創新知識產權代理有限公司 44542
• 代理人: 鄒新華

本發明公開一種電芬頓催化氧化去除氣態污染物的方法及其裝置。其中，所述電芬頓催化氧化去除氣態污染物的裝置包括電化學反應器，所述電化學反應器包括電源、陽極、陰極、質子交換膜、陽極氣流通道及陰極氣流通道，所述質子交換膜設于所述陽極和所述陰極之間，所述陽極設于所述陽極氣流通道內，所述陰極設于所述陰極氣流通道內，所述陰極為負載過渡金屬催化劑的多孔導電吸附材料電極。陰極電化學還原氧氣產生過氧化氫，負載在陰極表面的芬頓催化劑催化分解過氧化氫產生羥基自由基活性物種，羥基自由基進而氧化去除氣態有機污染物，通過陽極電解水或水蒸氣產生氧氣。本發明的技術方案能夠有效地去除氣態污染物，應用范圍廣泛。

技術領域

本發明涉及氣態污染物技術領域，特別涉及一種電芬頓催化氧化去除氣態污染物的方法及其裝置。

背景技術

空氣中氣態污染物主要來源于人類活動(工業生產、燃煤、機動車尾氣等)和自然過程排放，具有毒性、致癌性及惡臭等特點，同時還是通過光化學反應生產二次氣溶膠和臭氧的重要前體物之一。目前，去除氣態污染物的方法主要有物理吸附、臭氧氧化、光催化、熱催化氧化以及等離子體方法，但是這些去除方法普遍存在能耗高、具有安全隱患及產生二次污染等問題，應用范圍受到限制。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種電芬頓催化氧化去除氣態污染物的方法及其裝置，旨在有效地去除氣態污染物，應用范圍較為廣泛。

為實現上述目的，本發明提出的去除氣態污染物的裝置，包括電化學反應器，所述電化學反應器包括電源、陽極、陰極、質子交換膜、陽極氣流通道及陰極氣流通道，所述質子交換膜設于所述陽極和所述陰極之間，所述陽極設于所述陽極氣流通道內，所述陰極設于所述陰極氣流通道內，所述陰極為負載電芬頓催化劑的多孔導電吸附材料電極。

可選地，所述電芬頓催化劑的活性成分為鐵、鈷、鎳、錳及鈰的氧化物、氫氧化物及其合金的至少一種。

可選地，所述電芬頓催化劑的活性成分為多聚磷酸與鐵離子的絡合物、磷酸鐵鋰及金屬有機骨架材料中的至少一種。

可選地，所述多孔導電吸附材料電極為活性炭纖維、石墨烯、碳納米管、氮摻雜石墨烯中的一種。

可選地，所述電芬頓催化劑的負載量范圍為0.1％-50％。

可選地，所述陽極為石墨電極、金屬電極、金屬合金電極、金屬氧化物電極中的至少一種。

可選地，所述金屬電極為錫電極、鉻電極、鎳電極、錳電極、釕電極、銥電極、鐵電極、銠電極、鈀電極、鉑電極、鉛電極及鉭電極中的至少一種。

可選地，所述電化學反應器設置有多個，多個所述電化學反應器并聯或串聯設置。

可選地，所述電化學反應器設置有多個，多個所述電化學反應器并聯設置，相鄰兩個所述電化學反應器之相對電極位于同一氣流通道內，且位于同一氣流通道的兩個電極極性相同；和/或，所述電化學反應器設置有多個，多個所述電化學反應器串聯設置，相鄰兩個所述電化學反應器之相對電極位于同一氣流通道內，且位于同一氣流通道的兩個電極極性相同。

本發明還提出了一種去除氣態污染物的方法，應用于如前所述的去除氣態污染物的裝置，所述去除氣態污染物的方法包括以下步驟：

將含氣態污染物的空氣通入陰極氣流通道內，將水或含水蒸汽的空氣通入陽極氣流通道內，并在所述陽極和所述陰極之間施加0.5V-36V的直流電壓；

預設時間后分別監測陰極氣流通道的出氣口處氣態污染物的濃度。