[发明专利]一种基于H2

说明书

本发明公开了一种基于H₂O₂原位合成的紫外线(UV)/H₂O₂室内空气消毒技术。利用双电极系统中，使用Pt电极做阳极，炭黑/石墨空气呼吸电极做阴极通过电化学反应原位合成H₂O₂，将雾化H₂O₂与UV消毒结合，高效进行室内消毒。空气中存在大量的细菌微生物，室外空气中常见的微生物有产芽胞杆菌、产色素细菌及真菌孢子等，室内空气中常见的病原菌有结核杆菌、溶血性球菌、白喉杆菌、百日咳杆菌等。但室内空气中的微生物的数量比室外更多，尤其是在公共场所、医院病房、门诊等人口密集的地方，容易受到带菌者和病人的污染。所以利用UV/H₂O₂结合消毒技术对室内空气进行灭菌，提高消毒效果和效率,UV处理对空气内细菌灭菌率为85％左右，在3min内仍有部分细菌存活，相比之下，UV/H₂O₂处理可以在3min内完全对空气内细菌进行灭菌(100％)。同时，原位生成H₂O₂也是一种绿色清洁生产工艺。

(一)技术领域

本发明所涉及的领域是电化学合成领域，特别涉及一种紫外与H₂O₂结合用于室内空气消毒的技术。

(二)背景技术

空气中存在大量的细菌微生物，室外空气中常见的微生物有产芽胞杆菌、产色素细菌及真菌孢子等，室内空气中常见的病原菌有结核杆菌、溶血性球菌、白喉杆菌、百日咳杆菌等。但室内空气中的微生物的数量比室外更多，尤其是在公共场所、医院病房、门诊等人口密集的地方，容易受到带菌者和病人的污染。

紫外线(UV)/H₂O₂工艺是用于有机化合物降解和消毒的最广泛使用的高级氧化工艺(AOP)。与Fenton、UV/过氧化二硫酸盐、UV/H₂O₂/NaHCO₃等其他AOP相比，UV/H₂O₂工艺过程中羟基自由基(·OH)起主要作用导致微生物失活并且过程中未引入其他离子，消毒结束后没有危害性物质残留。雾化的 H₂O₂雾滴具有粒径小，活化速度更快等优势，可以在短时间内弥漫到空气各个角落，有效杀灭空气中的细菌或病毒，满足大面积、短时效及全方位的消毒需求。同时雾化H₂O₂后，紫外对H₂O₂的透过率更高，使得H₂O₂的光分解加快，产生更多的具有较高活性的·OH，从而提升杀菌效果。

H₂O₂的原位合成是一种绿色高效的产生H₂O₂的方式，这种绿色方法避免传统工艺合成H₂O₂问题，如蒽醌氧化(AO)工艺过程中能量输入大、步骤复杂、产生的废弃物多等问题，同时避免了在H₂O₂的运输过程中由存储和处理带来的潜在的危害和额外成本。

碳基材料因其表面积大，电导率高，耐腐蚀性，总体丰度高和价格低廉等优点被广泛用于催化材料。目前在电化学体系中，空气呼吸阴极是一种十分有潜力的阴极形式。空气呼吸阴极由浸没于电解质溶液的催化层(CL)和暴露于空气的疏水气体扩散层(GDL)组成，空气中的氧气通过扩散层扩散进入催化层，并在阴极发生ORR反应原位产生H₂O₂。

(三)目的