[发明专利]阳极和阴极同步电化学法去除气态污染物的方法及其装置

说明书

本发明公开一种阳极和阴极同步电化学法去除气态污染物的方法及其装置。其中，所述去除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、阳极、阴极、质子交换膜、阳极气流通道及阴极气流通道，所述质子交换膜设于所述阳极和所述阴极之间，所述阳极设于所述阳极气流通道内，所述阴极设于所述阴极气流通道内，所述阳极为负载金属氧化物催化剂的第一多孔导电吸附材料电极，所述阴极为负载含铁催化剂的第二多孔导电吸附材料电极。本发明的技术方案实现阳极和阴极同步去除的气态污染物，提高污染物的去除效率，同时能够有效地去除水溶性较差的有机污染物。

技术领域

本发明涉及气态污染物净化技术领域，特别涉及一种阳极和阴极同步电化学法去除气态污染物的方法及其装置。

背景技术

空气中气态污染物主要有甲醛、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，这些气态污染物不仅造成大气环境污染危害，而且还严重威胁着人们的身体健康。目前针对气态污染物的去除方法主要有吸附法、生物处理法、催化氧化法及电化学方法，其中，电化学方法因具有装置结构紧凑、环境友好且无二次污染、电化学过程容易控制等特点而备受关注，现有电化学方法去除气态污染物，一般是将气态污染物通入液相电解液中，通过液相电解液的电化学过程来实现其污染物的去除，但是这种去除方法的污染物去除效率较低，且不适合水溶性较差的有机污染物的去除。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种阳极和阴极同步电化学法去除气态污染物的方法及其装置，旨在提高污染物的去除效率，同时能够有效地去除水溶性较差的有机污染物。

为实现上述目的，本发明提出的一种阳极和阴极同步电化学法去除气态污染物的装置，包括电化学反应器，所述电化学反应器包括电源、阳极、阴极、质子交换膜、阳极气流通道及阴极气流通道，所述质子交换膜设于所述阳极和所述阴极之间，所述阳极设于所述阳极气流通道内，所述阴极设于所述阴极气流通道内，所述阳极为负载金属氧化物催化剂的第一多孔导电吸附材料电极，所述阴极为负载含铁催化剂的第二多孔导电吸附材料电极。

可选地，所述含铁催化剂为含铁材料和多孔吸附材料载体的复合材料催化剂。

可选地，所述含铁材料为纳米铁、三氧化二铁、四氧化三铁、羟基氧化铁、磷酸铁锂、钼酸亚铁、金属有机骨架材料中的至少一种；和/或，所述碳载体为氮掺杂碳、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，所述含铁催化剂的负载量范围为0.1％-50％；和/或，所述金属氧化物催化剂的负载量范围为0.1％-50％。

可选地，所述第一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；和/或，所述第二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。

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设置，且相邻两个所述电化学反应器之相对电极位于同一气流通道内；和/或，所述电化学反应器设置有多个，多个所述电化学反应器串联设置，且相邻两个所述电化学反应器之相对电极位于同一气流通道内。

本发明还提出了一种阳极和阴极同步电化学法去除气态污染物的方法，应用于如前所述的阳极和阴极同步电化学法去除气态污染物的装置，所述阳极和阴极同步电化学法去除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阳极气流通道内和阴极气流通道内；

可选地，在将含气态污染物的空气分别通入阳极气流通道内和阴极气流通道内的步骤中，包括：