[发明专利]电化学法降解气态污染物的装置及其方法

权利要求书

1.一种电化学法降解气态污染物的装置，其特征在于，所述电化学法降解气态污染物的装置包括电源、第一电极、第二电极及感应电极，所述第一电极和所述第二电极均电性连接于所述电源，所述感应电极设于所述第一电极和第二电极之间，且所述感应电极与所述第一电极、所述感应电极与所第二电极均围合形成气流通道，所述感应电极于所述电源接通时可产生活性物种，以降解所述气流通道中的气态污染物；

所述感应电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剂催化剂；其中，感应电极能够将空气中或人工输入的氧气还原生成过氧化氢，过氧化氢与含铁及金属氧化物催化剂通过电芬顿反应生成羟基自由基，以与气态有机污染物反应，将气态有机污染物降解最终生成水和二氧化碳；

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氮掺杂碳、氮化碳、活性炭、碳纳米管、石墨烯、石墨毡中的至少一种；

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、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。

2.如权利要求1所述的电化学法降解气态污染物的装置，其特征在于，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％。

3.如权利要求1所述的电化学法降解气态污染物的装置，其特征在于，所述第一电极为不锈钢电极、铁电极、铜电极、铝电极、铝合金电极、铜合金电极、锌合金电极、钛电极、泡沫钛负载亚氧化钛电极、铂系钛电极、铱系钛电极及铱钽电极中的至少一种；

和/或，所述第二电极为不锈钢电极、铁电极、铜电极、铝电极、铝合金电极、铜合金电极、锌合金电极、钛电极、泡沫钛负载亚氧化钛电极、铂系钛电极、铱系钛电极及铱钽电极中的至少一种。

4.如权利要求1所述的电化学法降解气态污染物的装置，其特征在于，所述第一电极和第二电极及所述感应电极的形状相同，所述第一电极的形状为圆柱形片状、折线形片状、长条形片状、圆形片状、线形中的至少一种。

5.如权利要求1所述的电化学法降解气态污染物的装置，其特征在于，所述感应电极与所述第一电极的间距范围为0.1mm-100mm，所述感应电极与所述第二电极的间距范围为0.1mm-100mm。

6.如权利要求1所述的电化学法降解气态污染物的装置，其特征在于，所述电化学法降解气态污染物的装置还包括绝缘支架，所述第一电极、第二电极及所述感应电极均固定于所述绝缘支架。

7.如权利要求1至6中任一项所述的电化学法降解气态污染物的装置，其特征在于，所述电化学法降解气态污染物的装置设置有多个，多个述电化学法降解气态污染物的装置串联设置或并联设置。

8.如权利要求7所述的电化学法降解气态污染物的装置，其特征在于，多个述电化学法降解气态污染物的装置串联或并联设置，相邻的两个感应电极共用一个第一电极，和/或，相邻的两个感应电极共用一个第二电极。

9.一种电化学法降解气态污染物的方法，应用于如权利要求1至8中任一项所述的电化学法降解气态污染物的装置，其特征在于，所述电化学法降解气态污染物的方法包括以下步骤：

在第一电极和第二电极之间施加直流电压或交流电压；

将气态污染物或含有气态污染物的空气通入气流通道内，感应电极产生活性物种以降解气态污染物。

10.如权利要求9所述的电化学法降解气态污染物的方法，其特征在于，所述直流电压或交流电压的电压范围为0.5V-30000V，控制降解气态污染物过程中的温度范围为负20℃至120℃；

和/或，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％。