一种用于甲醛检测和降解的器件制造技术

本发明专利技术公开了一种用于甲醛检测和降解的器件，包括壳体、透明气管、隔膜、阳极电极、阴极电极和电解液。阴极电极和阳极电极均为复合电极，所述复合电极的一面设有保护层、另一面设有粗化层；所述复合电极上分布贯通保护层和粗化层的通孔。复合电极的制备方法为：在金属片的一面覆上保护层，然后利用激光在金属片的另一面进行粗化并打通孔，得到复合电极。本发明专利技术利用阳极电极的电催化甲醛氧化性能将空气中的甲醛气体进行氧化降解，利用阴极电极上是否产生氢气随时随地判断阳极电极的电催化甲醛氧化反应是否发生，定性地判断空气中是否有甲醛，通过测量氢气的体积换算得到甲醛的浓度，实现甲醛浓度的定量检测。实现甲醛浓度的定量检测。实现甲醛浓度的定量检测。

【技术实现步骤摘要】
一种用于甲醛检测和降解的器件


[0001]本专利技术涉及电化学
，具体涉及一种用于甲醛检测和降解的器件。

技术介绍

[0002]甲醛作为一种有毒的有机化合物，严重危害人们的身体健康。甲醛对皮肤粘膜有刺激作用，还会诱发支气管哮喘、鼻咽部肿瘤等病症。甲醛中毒对孕妇、婴幼儿和老人的危害更大。室内甲醛标准范围是不能超过0.08mg/m3，室内的甲醛浓度达到0.15
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0.2mg/m3属于轻度的甲醛升高。据报道，在每立方米空气中，甲醛浓度达到0.06
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0.07mg/m3时幼儿会发生轻微气喘；达到0.1mg/m3时会有异味；达到0.5mg/m3时会刺激眼睛引起流泪；达到0.6mg/m3会引起咽喉不适；浓度更高时会引起恶心呕吐，咳嗽，甚至肺水肿；达到30mg/m3时会立即致人死亡。日常生活中的甲醛主要来源于建筑材料和装修材料中，尤其在刚装修完的新房中，装修材料中含甲醛最多的材料有地板、木门、油漆，其中地板含甲醛量最高。目前，甲醛检测的方法有电化学传感器法、气相色谱法、分光光度法等。甲醛的降解方法有物理吸附净化、光催化降解、生物降解等。并且现有技术中以电化学法检测甲醛所用纳米材料，一般需要负载价格昂贵的贵金属，且只能实现检测不能降解甲醛。使用甲醛检测方法检测到高浓度甲醛，然后使用甲醛降解方法，一段时间后需要再次使用甲醛检测方法进行甲醛气体剩余量的检测，无法同时实现甲醛的检测和降解。将甲醛检测和甲醛降解两种方法结合起来操作步骤复杂、成本高。所以需要一种操作简单的方法，同时实现甲醛气体检测和降解，使其能够用于随时随地的甲醛的检测和降解，随时查看甲醛降解情况。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种用于甲醛检测和降解的器件。本专利技术可以同时实现空气中甲醛的检测和降解，也可以实现其他醛类和醇类的检测和降解，具有体积小、携带轻便、操作简单的优势。适合日常生活中随时随地实现甲醛的检测和降解，适合在相关
推广使用。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]本专利技术的第一方面，提供一种复合电极，所述复合电极的一面设有保护层、另一面设有粗化层；所述复合电极上分布贯通保护层和粗化层的通孔。
[0006]优选的，所述复合电极的制备方法为：在金属片的一面覆上保护层，然后利用激光在金属片的另一面进行粗化并打通孔，得到复合电极。
[0007]优选的，所述金属片的材质选自镍、铁、铜、钴、钼、钛、铂、钌、钽或上述金属的合金。
[0008]优选的，所述粗化的参数为：激光功率为1～100W，激光重复频率为10～100KHz，激光扫描速度为20～104mm/s。
[0009]本专利技术的第二方面，提供所述的复合电极在如下1)～3)至少一项中的用途：
[0010]1)制备检测和/或降解甲醛的装置；
[0011]2)检测甲醛；
[0012]3)降解甲醛。
[0013]本专利技术的第三方面，提供一种用于甲醛检测和降解的器件，包括壳体和壳体内纵向设置的阳极电极和阴极电极；所述阳极电极和阴极电极均为复合电极；所述壳体的底部和顶部分别设有进气口和排气口，所述进气口和排气口位于壳体的同一侧；所述壳体内纵向设有隔膜；所述隔膜的一面为亲水面、另一面为亲气面，所述隔膜的亲气面朝向进气口和排气口；所述隔膜的亲水面与壳体侧壁围成的空间内充满电解液；所述阳极电极和阴极电极位于电解液内，所述阳极电极和阴极电极的一端分别与外部电源的正极和负极连接；所述壳体的顶部还设有带刻度的透明气管，所述透明气管上设有阀门，所述透明气管与电解液连通，所述透明气管在水平面上的投影位于阴极电极的粗化层与壳体侧壁在水平面上的投影所形成的平面内；所述阳极电极的保护层面向阴极电极的保护层；所述阳极电极的粗化层面向隔膜的亲水面。
[0014]所述电解液为KOH溶液。复合电极上设置通孔是为了方便电解液通过阳极电极和阴极电极上的通孔充满壳体和隔膜所形成的空间。
[0015]优选的，所述进气口上设有进气风扇。
[0016]优选的，所述阳极电极的两端与阴极电极的两端之间设有密封垫，所述阳极电极的两端与隔膜之间设有密封垫。
[0017]优选的，所述透明气管上设有气体流量计；所述透明气管与氢气收集装置连通。
[0018]本专利技术中，当甲醛浓度很低时，降解产生少量气泡；透明气管中含有部分电解液，当阳极氧化甲醛、阴极产生氢气后，氢气通过透明气管排出，透明气管内产生氢气气泡，透明气管内的电解液高度发生变化；可以根据产生的氢气体积通过公式计算出甲醛的浓度。
[0019]当甲醛浓度较高时，可以将气体流量计与PLC控制器连接，预先输入计算公式，这样可以实时得到甲醛的浓度，此方法也适用于甲醛浓度极低时。
[0020]本专利技术的第四方面，提供所述的用于甲醛检测和降解的器件在同时检测和降解甲醛中的应用。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]1.本专利技术公开了一种甲醛检测和降解器件，利用阳极电极的电催化甲醛氧化性能将空气中的甲醛气体进行氧化降解，通过观察阴极电极是否产生氢气随时随地判断阳极的电催化甲醛氧化反应是否发生，定性地判断空气中是否有甲醛，通过测量氢气的体积换算得到甲醛的浓度，实现甲醛浓度的定量检测。因此，该器件可以实现甲醛检测和降解同时进行。
[0023]2.本专利技术采用电化学催化法实现甲醛的降解，将甲醛降解为二氧化碳和水，实现了甲醛的完全降解，避免了活性炭等吸附类除醛用品会出现甲醛再挥发的问题；同时本专利技术采用的催化电极存在于器件内部，且为板状结构，避免了高锰酸钾颗粒类除醛剂本身的二次污染；同时本专利技术的甲醛降解产物为二氧化碳和水，催化电极为器件内的金属材料，电极无毒、无害，降解过程也不会产生有毒物质，避免了传统除醛仪如臭氧除醛仪工作过程中臭氧污染对人体的危害，具有器件和降解过程无毒无害的优势。因此，本专利技术的甲醛降解方法具有降解完全、无二次污染、无毒无害等多重优点。
[0024]3.本专利技术公开了一种甲醛检测和降解器件，该器件结构简单、体积小、便于携带，
同时具有成本低、操作简单的优势，适合日常生活中随时随地实现甲醛的检测和降解，适合在相关
推广使用。
[0025]4.本专利技术公开了一种甲醛检测和降解器件，该器件可以通过改变电极材料实现不同类型的醇类和醛类有机物的检测和降解。
[0026]5.本专利技术采用的复合电极，制备方法简单，同时具有优异的电催化析氢和电催化甲醛氧化的功能，可以有效地降低应用的电解电压，从而降低成本。
附图说明
[0027]图1为实施例1的甲醛检测和降解器件的结构示意图；其中：1
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壳体，2
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阳极电极，3
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阴极电极，4
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进气口，5
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排气口，6
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隔膜，7
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电解液，8
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透明气管，9
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合电极，其特征在于，所述复合电极的一面设有保护层、另一面设有粗化层；所述复合电极上分布贯通保护层和粗化层的通孔。2.根据权利要求1所述的复合电极，其特征在于，所述复合电极的制备方法为：在金属片的一面覆上保护层，然后利用激光在金属片的另一面进行粗化并打通孔，得到复合电极。3.根据权利要求2所述的复合电极，其特征在于，所述金属片的材质选自镍、铁、铜、钴、钼、钛、铂、钌、钽或上述金属的合金。4.根据权利要求2所述的复合电极，其特征在于，所述粗化的参数为：激光功率为1～100W，激光重复频率为10～100KHz，激光扫描速度为20～104mm/s。5.权利要求1～4任一项所述的复合电极在如下1)～3)至少一项中的用途：1)制备检测和/或降解甲醛的装置；2)检测甲醛；3)降解甲醛。6.一种用于甲醛检测和降解的器件，其特征在于，包括壳体和壳体内纵向设置的阳极电极和阴极电极；所述阳极电极和阴极电极均为权利要求1～3任一项所述的复合电极；所述壳体的底部和顶部分别设有进气口和排气口，所述进气口和排气口位于壳体的同一侧；所述壳体内纵向设有隔膜；...

【专利技术属性】
技术研发人员：周伟家，袁海凤，刘晓燕，谭华，于清泉，赵莉莉，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：