CN103566752B - 一种基于多孔成型活性炭的电化学气体净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于多孔成型活性炭的电化学气体净化装置，利用了多孔成型蜂窝活性炭优良的导电性能和吸附性能，在活性炭两端加一电压，活性炭在吸附空气中的水分后，在活性炭表面及内部孔结构中形成无数个细微的电解池，能够吸附和分解空气中的甲醛及含苯环结构的芳烃等有机物。其装置由一块成型多孔活性炭或多块成型活性炭并联一起和一个可调节电阻、一个电源组成。本发明能够高效吸附催化分解空气中的甲醛等有机物，可处理的浓度大，将有机物直接降解成无害的二氧化碳，水分子等，无二次污染，装置简单，易操作，仅需通电即可，效果持久，电源更换简便，节能环保。

Description

一种基于多孔成型活性炭的电化学气体净化装置
技术领域
本发明属于气体净化和环境保护技术领域，尤其是涉及一种基于多孔成型活性炭的电化学气体净化装置。
背景技术
活性炭是一种碳化物，其成份除碳以外，还含有少量的氢，氧，氮和其他元素，活性炭表面含有丰富的活性表面官能团，如羟基、羧基、醚键、羰基等，可与被吸附的物质发生化学反应，使被吸附的物质聚集到活性炭表面，表现出优良的化学吸附性能。同时活性炭因具有极丰富的孔隙结构、高比表面积，展现出优良的物理吸附性能，且价格低廉能耐酸碱性质稳定，因此在空气污染物治理，水处理，工业催化等方面展现了广阔的应用前景。
多孔成型活性炭相比于粉末活性炭，是一种新型的碳材料，具有一定的形状和较大的尺寸，堆密度和强度较高，单位体积的吸附量远高于粉末活性炭，且可再生性强，在加工、储藏运输、实际应用等方面更具有优势。同时活性炭具有良好的导电性，在活性炭通电以后，活性炭自身相当于一个电阻。发明专利CN102233265A正是利用了活性炭的导电性和自身电阻，在装有活性炭的箱体两侧步有电极板对活性炭内部加热，从而实现活性炭的再生。中国实用新型专利CN 2744405Y公开了一种活性炭湿法电力再生装置，利用活性炭的导电性采用低压交变电流，通过不锈钢电极直接送入活性炭，利用电力分解活性炭中所吸附的有机物，使活性炭恢复活性，同时电的热效应杀灭碳层中的细菌，此发明只是短时间内对活性炭通电完成活性炭的活化再生。目前并无任何对活性炭持久通电以处理甲醛及其它有机物的报道出现。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够高效吸附空气中的甲醛等有机物且结构简单容易操作的基于多孔成型活性炭的电化学气体净化装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于多孔成型活性炭的电化学气体净化装置，由电源、电阻和一块成型活性炭串联组成或者由多块成型活性炭并联后与电阻和电源串联组成，所述的成型活性炭与电源之间通过金属导线或导电胶连接，成型活性炭具有蜂窝结构的两个截面上均覆盖一层金属导电层。
所述的电源为纽扣电池、太阳能电池、稳压直流电源或稳压交流电源中的一种，输出电压为0.1～3V。
所述的电阻为起分压分流作用的可变电阻，调节电阻大小来控制通过活性炭的电流为0.001～0.5A。
所述的成型活性炭为蜂窝结构，比表面积≥300m2/g，具有良好的导电性和吸水性，导电率为100～1000S/m。
所述的成型活性炭表面负载有催化剂，包括贵金属Au、Pd、Ag或Pt，过渡金属氧化物Fe2O3、Co2O3、MnO2、CuO、NiO、Cr2O3、TiO2或V2O5，稀土金属氧化物CeO2、La2O3、Nd2O3、Gd2O3或Dy2O3中的一种或多种的组合。
所述的金属导电层为铜网、铜箔、银网、银箔、铝网、铝箔、镍网、镍箔、锡网、锡箔或导电胶中的一种，其中网和箔中的网格尺寸应大于蜂窝碳的蜂窝尺寸。
电化学气体净化装置的工作环境中所需的空气相对湿度为30～100％。
与现有技术相比，本发明利用了多孔成型活性炭良好的导电性、自身电阻和优良的吸附性能，在活性炭两端加一电压，活性炭在吸附空气中的水分后，在活性炭表面及内部孔结构中形成无数个细微的电解池，通过吸附、电化学氧化及活性炭表面催化剂的催化作用，在活性炭表面及内部孔结构中不断生成羟基自由基，引发诱导产生链反应，直接与吸附到活性炭表面及内部孔结构中的的甲醛及含苯环结构的芳烃等有机物相互作用，将其降解为二氧化碳，水和其它无害物质。具有以下优点：
1、本发明的气体净化装置，能够高效吸附空气中的甲醛等有机物，可处理的浓度大，将有机物直接催化降解成无害的二氧化碳，水分子等，无二次污染。
2、装置简单，易操作，仅需通电即可，成本低，效果持久。
3、电源更换简便，节能环保。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中，1为电源、2为电阻、3为成型活性炭、4为金属导电层。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
将一块蜂窝多孔成型活性炭(5cm*5cm*3cm)与一个纽扣电池(电压3V，容量300mAh)，一个10Ω电阻通过铜导线连接。在成型活性炭具有蜂窝孔结构的两个正方形截面上(5cm*5cm)均覆盖有一层(5cm*5cm)网格状铝箔导电层。成型活性炭的比表面积为350m2/g，具有良好的导电性和吸水性，导电率为100S/m，表面负载有Au/TiO2催化剂。在常温常压环境下，相对湿度90％，成型活性炭吸附了空气中的水分，在活性炭表面及孔内结构中形成无数个细微的电解池，可将密闭空间的甲醛有效吸附降解。
实施例2
将一块圆柱体蜂窝多孔成型活性炭 与一个稳压直流电源(电压0～10V，电流0～1A)通过铜导线连接，一个可调节电阻通过铜导线连接。调节输出电压与电流分别为2.5V和0.5A。在成型活性炭具有蜂窝孔结构的两个圆形截面 上均覆盖有一层 铜网导电层。成型活性炭的比表面积为700m2/g，具有良好的导电性和吸水性，导电率为300S/m，表面负载有Fe2O3催化剂。在常温常压环境下，相对湿度30％，成型活性炭吸附了空气中的水分，在活性炭表面及孔内结构中形成无数个细微的电解池，可将密闭空间的苯酚有效吸附降解。
实施例3
将一块蜂窝多孔成型活性炭(10cm*10cm*10cm)与一个稳压交流电源(电压0～5V，电流0～0.8A)，一个可调节电阻通过铜导线连接。调节输出电压与电流分别为2V和0.001A。在成型活性炭具有蜂窝孔结构的两个正方形截面(10cm*10cm)上均涂覆一层导电胶。成型活性炭的比表面积为630m2/g，具有良好的导电性和吸水性，导电率为800S/m，表面负载有Pd催化剂。在常温常压环境下，相对湿度60％，成型活性炭吸附了空气中的水分，在活性炭表面及孔内结构中形成无数个细微的电解池，可将密闭空间的甲苯有效吸附降解。
实施例4
将两块蜂窝多孔成型活性炭(5cm*5cm*3cm)并联与一个纽扣电池(电压3V，容量300mAh)，一个5Ω电阻通过铜导线连接。在成型活性炭具有蜂窝孔结构的两个正方形截面(5cm*5cm)上均覆盖有一层(5cm*5cm)网格状镍箔导电层。成型活性炭的比表面积为1100m2/g，具有良好的导电性和吸水性，导电率为1000S/m，表面负载有Au/TiO2催化剂。在常温常压环境下，相对湿度85％，成型活性炭吸附了空气中的水分，在活性炭表面及孔内结构中形成无数个细微的电解池，可将密闭空间的甲醛和苯酚有效吸附降解。
实施例5
将两块圆柱体蜂窝多孔成型活性炭 并联与一个稳压直流电源(电压0～10V，电流0～1A)，一个可调节电阻通过铜导线连接。调节输出电压与电流分别为3V和0.5A。在成型活性炭具有蜂窝孔结构的两个圆形截面 上均覆盖有一层 铜网导电层。成型活性炭的比表面积为500m2/g，具有良好的导电性和吸水性，导电率为300S/m，表面负载有Pt/TiO2催化剂。在常温常压环境下，相对湿度95％，成型活性炭吸附了空气中的水分，在活性炭表面及孔内结构中形成无数个细微的电解池，可将密闭空间的甲苯和苯酚有效吸附降解。
实施例6
一种基于多孔成型活性炭的电化学气体净化装置，其结构如图1所示，由电源1、电阻2和一块成型活性炭3串联组成。电源1可以采用输出电压为5V的太阳能电池，电阻2主要起分压分流的作用，可以通过调节电阻大小来控制通过成型活性炭3的电流为0.001～0.5A，成型活性炭3与电源1之间通过金属导线连接，成型活性炭3为蜂窝结构，比表面积≥300m2/g，具有良好的导电性和吸水性，导电率为800S/m，在成型活性炭表面负载有Co2O3和MnO2构成的复合催化剂，另外，在成型活性炭3具有蜂窝结构的两个截面上均覆盖一层铜网作为金属导电层4，铜网的网格尺寸应大于蜂窝碳的蜂窝尺寸。该电化学气体净化装置的工作环境中所需的空气相对湿度为30～100％。

Claims (5)

1.一种基于多孔成型活性炭的电化学气体净化装置，其特征在于，该装置由电源、电阻和一块成型活性炭串联组成或者由多块成型活性炭并联后与电阻和电源串联组成，所述的成型活性炭与电源之间通过金属导线或导电胶连接，成型活性炭具有蜂窝结构的两个截面上均覆盖一层金属导电层,所述的成型活性炭为蜂窝结构，比表面积≥300m2/g，具有良好的导电性和吸水性，导电率为100～1000S/m，电化学气体净化装置的工作环境中所需的空气相对湿度为30～100％。
2.根据权利要求1所述的一种基于多孔成型活性炭的电化学气体净化装置，其特征在于，所述的电源为纽扣电池、太阳能电池、稳压直流电源或稳压交流电源中的一种，输出电压为0.1V～3V。
3.根据权利要求1所述的一种基于多孔成型活性炭的电化学气体净化装置，其特征在于，所述的电阻为起分压分流作用的可变电阻，调节电阻大小来控制通过活性炭的电流为0.001～0.5A。
4.根据权利要求1所述的一种基于多孔成型活性炭的电化学气体净化装置，其特征在于，所述的成型活性炭表面负载有催化剂，包括贵金属Au、Pd、Ag或Pt，过渡金属氧化物Fe2O3、Co2O3、MnO2、CuO、NiO、Cr2O3、TiO2或V2O5，稀土金属氧化物CeO2、La2O3、Nd2O3、Gd2O3或Dy2O3中的一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述的一种基于多孔成型活性炭的电化学气体净化装置，其特征在于，所述的金属导电层为铜网、铜箔、银网、银箔、铝网、铝箔、镍网、镍箔、锡网、锡箔或导电胶中的一种，其中网和箔中的网格尺寸应大于蜂窝碳的蜂窝尺寸。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109248540A (zh) * 2018-09-30 2019-01-22 江苏斯沃得环保科技有限公司 一种蜂窝状活性炭吸附单元

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105311949B (zh) * 2014-07-09 2019-01-25 居怡乐环保科技（上海）有限公司 除甲醛模块
CN108816040B (zh) * 2018-06-29 2023-04-21 中国科学技术大学 一种原位焦耳热热催化降解甲醛的装置及方法
CN115007132B (zh) * 2022-06-29 2023-05-26 南京工业大学 一种碳纳米管负载氧化镝催化剂及其制备方法与应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5942195A (en) * 1998-02-23 1999-08-24 General Motors Corporation Catalytic plasma exhaust converter
CN1754615A (zh) * 2004-09-30 2006-04-05 广东工业大学 用于降解有机污染物的光电催化反应器及降解方法
CN101077469A (zh) * 2006-05-24 2007-11-28 黄立维 一种从气流中去除有害气体的方法
CN102000499A (zh) * 2010-10-19 2011-04-06 北京交通大学 常温常压电催化空气净化器
CN102380274A (zh) * 2011-08-18 2012-03-21 朗逸环保科技（上海）有限公司 空气净化设备及其净化方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011206749A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Daikin Industries Ltd 通電装置および通電方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5942195A (en) * 1998-02-23 1999-08-24 General Motors Corporation Catalytic plasma exhaust converter
CN1754615A (zh) * 2004-09-30 2006-04-05 广东工业大学 用于降解有机污染物的光电催化反应器及降解方法
CN101077469A (zh) * 2006-05-24 2007-11-28 黄立维 一种从气流中去除有害气体的方法
CN102000499A (zh) * 2010-10-19 2011-04-06 北京交通大学 常温常压电催化空气净化器
CN102380274A (zh) * 2011-08-18 2012-03-21 朗逸环保科技（上海）有限公司 空气净化设备及其净化方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109248540A (zh) * 2018-09-30 2019-01-22 江苏斯沃得环保科技有限公司 一种蜂窝状活性炭吸附单元

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