本发明专利技术公开一种电化学法降解气态和液态污染物的装置，包括外壳和电源，外壳内设置有阳极、离子导体和阴极，阳极和阴极分别电性连接于电源，离子导体设于阳极和阴极之间，离子导体、阴极和外壳围合形成阴极室，污染物以液态或气态方式通入阴极室，阴极于电源接通时可产生活性物种，以降解阴极室的污染物。本发明专利技术阴极表面或内部产生羟基自由基等活性物种，该活性物种可以快速且高效地分解进入阴极室内的气态或液态污染物，能对难降解的有机污染物进行高流动性和高效率的降解。离子导体保证了阳极与阴极间离子传输，提高了氧化还原能力，能代替离子交换膜与电解质溶液，节省成本，方便制备，提高了降解效率，且能实现液态或气态多相降解，应用广泛。应用广泛。应用广泛。
Device and method for electrochemical degradation of gaseous and liquid pollutants
【技术实现步骤摘要】
电化学法降解气态和液态污染物的装置及其方法
[0001]本专利技术涉及污染物降解
，具体地说，涉及一种电化学法降解污染物的装置及其方法。
技术介绍
[0002]难降解有机废水具有有毒有害、生物难降解等特征，会危害人体健康。难降解有机废水处理一直是困扰环境保护领域的难题，主要处理方法包括生物法、物他法和高级氧化法等。生物法常需驯化专口的菌种，也存在处理周期长、仅适用于低浓度有机废水等问题。物化法主要包括混凝法、膜分离法、吸附法等，混凝法存在污泥产量大且多为危废的问题，膜分离法存在浓缩液难处理和膜污染的问题，吸附法存在脱附液难处理和吸附剂失效等问题。
[0003]目前氧化技术中，大多是反应堆式降解水体有机物，降解效率低，且只能降解单相污染物，不能多相降解，限制其应用范围。对于空气中甲醛、苯系物、有机氯化物、有机酮、醇、醚、石油烃化合物、二氧化硫及氮氧化物等气态污染物，现有的电化学方法降解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。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种电化学法降解气态和液态污染物的装置及其方法，用于提高气态或液态污染物的降解效率，具有持续流动性和高效率降解难降解有机废水和水溶性较差的气态有机污染物的特点。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]一种电化学法降解气态和液态污染物的装置，包括外壳和电源，所述外壳内设置有阳极、离子导体和阴极，所述阳极和所述阴极分别电性连接于所述电源，所述离子导体设于所述阳极和所述阴极之间，所述离子导体、所述阴极和所述外壳围合形成阴极室，污染物以液态或气态方式通入所述阴极室，所述阴极于所述电源接通时可产生活性物种，以降解所述阴极室的所述污染物。
[0007]优选地，所述外壳为分体结构，所述外壳包括固定所述阳极的第一壳体和固定所述阴极的第二壳体，所述第二壳体相对两侧设置有入口和出口。
[0008]优选地，所述离子导体设置于橡胶垫片中，所述第一壳体和所述第二壳体分别与所述橡胶垫片连接固定。
[0009]优选地，所述离子导体包括无机盐、有机凝胶剂和支撑骨架，所述无机盐负载量为0.1％
‑
50％，所述有机凝胶剂负载量为0.1％
‑
50％。
[0010]优选地，所述离子导体包括无机盐、有机凝胶剂、交联剂、光引发剂和支撑骨架，其中，所述无机盐为硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐中的至少一种；所述有机凝胶剂为丙烯
酸、琼脂糖、丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺、丙烯酸丁酯中的至少一种；所述交联剂为乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、n，n
‑
二甲基双丙烯酰胺(BIS)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)中的至少一种；所述光引发剂为2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基
‑1‑
丙酮(1173)、2
‑
甲基
‑1‑
[4
‑
(甲基硫代)苯基]‑2‑
(4
‑
吗啉基)
‑1‑
丙酮(907)、1
‑
羟基环己基苯基甲酮(184)、2,2
‑
二甲氧基
‑
苯基乙酮(BDK)中的至少一种；所述支撑骨架为蜂窝沸石、蜂窝陶瓷、蜂窝堇青石、蜂窝活性炭、阔叶木、针叶木中的一种。
[0011]优选地，所述阴极为负载催化剂的多孔材料电极，所述催化剂为含铁催化剂和金属氧化物催化剂，所述含铁催化剂的负载量为0.1％
‑
50％，所述金属氧化物催化剂的负载量为0.1％
‑
50％。
[0012]优选地，所述含铁催化剂为含铁材料和多孔导电吸附材料载体的复合材料催化剂，其中，所述含铁材料为纳米铁、氯化铁、三氧化二铁、四氧化三铁、硝酸铁、金属有机骨架材料中的至少一种，所述多孔导电吸附材料载体为碳纸、碳布、碳纤维布、碳颗粒布、活性炭布、石墨毡中的至少一种；和/或，所述金属氧化物催化剂为锰氧化物催化剂、钴氧化物催化剂、铈氧化物催化剂、铜氧化物催化剂、铟氧化物催化剂、钛氧化物催化剂、亚钛氧化物催化剂中的至少一种。
[0013]优选地，所述电化学法降解气态和液态污染物的装置设置有多个，多个所述电化学法降解气态和液态污染物的装置串联设置。
[0014]一种电化学法降解气态和液态污染物的方法，应用于如前所述的电化学法降解气态和液态污染物的装置，包括以下步骤：
[0015]在阳极和阴极之间施加直流电压或交流电压；
[0016]将液态或气态污染物，或者含有气态污染物的空气通入阴极室内，阴极产生活性物种以降解液态或气态污染物。
[0017]优选地，所述直流电压或交流电压的电压范围为0.5V
‑
360V，控制降解所述污染物过程中的温度范围为负20℃至120℃；和/或，液态污染物的流速范围为0.001m/s
‑
20m/s，气态污染物或含有气态污染物的空气的流速范围为0.001m/s
‑
20m/s，湿度范围为0％
‑
99.9％，含气态污染物的空气中氧气体积含量范围为2％
‑
28％。
[0018]与现有技术相比，本专利技术在对液态或气态污染物进行降解时，阳极和阴极接通电源，并将污染物以液态或气态方式通入由离子导体、阴极和外壳形成的阴极室内，阴极表面或内部产生羟基自由基等活性物种，该活性物种可以快速且高效地分解进入阴极室内的气态或液态污染物，能对难降解的有机污染物进行高流动性和高效率的降解。
[0019]本专利技术的离子导体保证了阳极与阴极间离子传输，有效地提高了装置的氧化还原能力和降解有机污染物能力，为氧化还原反应及催化金属离子的可持续推进提供关键基础，能代替离子交换膜与电解质溶液，节省成本，方便制备，提高了降解效率，且能实现液态或气态多相降解，应用广泛，为环境污染防治产业的突破提供新的技术途径。
附图说明
[0020]图1为本专利技术电化学法降解气态和液态污染物的装置的分解示意图；
[0021]图2为本专利技术电化学法降解气态和液态污染物的装置的结构示意图；
[0022]图3为本专利技术多个电化学法降解气态和液态污染物的装置串联的结构示意图。
[0023]附图标号说明：
[0024]标号名称标号名称1外壳3阳极11第一壳体4离子导体12第二壳体5阴极121入口6橡胶垫片122出口7导电棒2电源8导线
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。
[0026]本专利技术公开了一种电化学法降解气态和液态污染物的装置，所述电化学法降解本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电化学法降解气态和液态污染物的装置，包括外壳和电源，其特征在于，所述外壳内设置有阳极、离子导体和阴极，所述阳极和所述阴极分别电性连接于所述电源，所述离子导体设于所述阳极和所述阴极之间，所述离子导体、所述阴极和所述外壳围合形成阴极室，污染物以液态或气态方式通入所述阴极室，所述阴极于所述电源接通时可产生活性物种，以降解所述阴极室的所述污染物。2.如权利要求1的电化学法降解气态和液态污染物的装置，其特征在于：所述外壳为分体结构，所述外壳包括固定所述阳极的第一壳体和固定所述阴极的第二壳体，所述第二壳体相对两侧设置有入口和出口。3.如权利要求2的电化学法降解气态和液态污染物的装置，其特征在于：所述离子导体设置于橡胶垫片中，所述第一壳体和所述第二壳体分别与所述橡胶垫片连接固定。4.如权利要求1的电化学法降解气态和液态污染物的装置，其特征在于：所述离子导体包括无机盐、有机凝胶剂和支撑骨架，所述无机盐负载量为0.1％
‑
50％，所述有机凝胶剂负载量为0.1％
‑
50％。5.如权利要求4的电化学法降解气态和液态污染物的装置，其特征在于：所述离子导体包括无机盐、有机凝胶剂、交联剂、光引发剂和支撑骨架，其中，所述无机盐为硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐中的至少一种；所述有机凝胶剂为丙烯酸、琼脂糖、丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺、丙烯酸丁酯中的至少一种；所述交联剂为乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、n，n
‑
二甲基双丙烯酰胺(BIS)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)中的至少一种；所述光引发剂为2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基
‑1‑
丙酮(1173)、2
‑
甲基
‑1‑
[4
‑
(甲基硫代)苯基]
‑2‑
(4
‑
吗啉基)
‑1‑
丙酮(907)、1
‑
羟基环己基苯基甲酮(184)、2,2
‑
二甲氧基...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘德桃，钱志云，崔结东，刘超城，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。