技术成果：电催化产双氧水-雾化联合技术制作杀菌消毒雾化器

（一）    技术名称：
       电催化产双氧水-雾化联合技术制作杀菌消毒雾化器
（二）    技术提供方：
       英国威廉集团  胡卓锋  huzhf8@mail.sysu.edu.cn
（三）    适用范围：
       该技术适用于有氧、缺氧和酸、碱性环境条件下的H₂O₂产生和杀菌，如卫生巾、下水道等场所等。
（四）   技术内容：
       1、技术原理
       电催化两电子水氧化反应(2e− WOR)是一种可以在温和条件下直接从水中生产双氧水（H₂O₂）的方法。根据电子转移数量，水氧化可分为单电子(1e-)、双电子(2e-)和四电子(4e-)三个WOR过程。从理论上来说，1 e-途径可产生羟基自由基(OH·)，为杀菌、水消毒和污染物降解提供一条非常有吸引力的途径。但1e- WOR的最高平衡电位(E0 = 2.38 V vs. RHE)和OH·的短寿命极大地限制了该反应的发展。而2e- WOR途径能产生H₂O₂（2H2O → H2O2 + 2H+ + 2e-），H₂O₂可进一步在有需要时通过原位或异位的方式活化变为OH·自由基，可有效解决上述问题。而且2e- WOR产H₂O₂在很宽的pH范围内具有很高的氧化电位，具有环保友好的属性是一种具有吸引力和实用性的方法。
       液体雾化是一种能够将液体雾化喷出，而均匀悬浮于空气中的一种方法。其工作原理是利用振子的高速振动产生超声波，超声波对液体产生声波压力，将液体破碎成小雾滴，形成直径15-60微米左右的雾化液滴，并通过喷嘴出口喷出。
       2、技术创新性
       以便宜常见的水作为反应物，结合电催化过程制备H₂O₂。基于上述对阳极反应的构想，本项目提出利用一种全新的氧化水的方式来制备H₂O₂——通过把水分子中的氧元素氧化成双氧水。水分子中的氧元素（O2-）含量（~890 g L-1 at 25 ℃，1 atm）是空气中（~0.31 g L-1 at 25 ℃，1 atm）的2867倍，约为水中溶解氧的11万倍，因此能利用水来充分保证氧元素供给，从而产生出较高浓度的H2O2。
       将上述方法制备的高浓度H₂O₂进行雾化分散。创新性地将液体雾化技术和电催化产H2O2体系结合起来，通过超声波对液体产生的声波压力，将电催化方法产生的高浓度H₂O₂破碎为小雾滴，形成直径15-60微米左右的H2O2雾化液滴，并通过喷嘴出口喷出，用于环境中污染物和致病菌的去除。
       3、技术优势
       H₂O₂产量大。相对于电催化氧还原产H₂O₂方法，2e- WOR产H₂O₂以自然界中大量存在的H2O作为原料，水分子中的氧元素（O2-）含量（~890 g L-1 at 25 ℃，1 atm）是空气中（~0.31 g L-1 at 25 ℃，1 atm）的2867倍，约为水中溶解氧的11万倍，同时它的扩散效率远高于氧气分子，因此，这种水氧化技术能利用水来充分保证氧元素供给，突破氧气含量的局限性。
       电催化2e- WOR法适用于有氧、缺氧和酸、碱等多种环境条件下的H₂O₂产生和细菌去除。这是因为该方法仅仅需要以H₂O作为反应物。
利用液体雾化技术将H₂O₂液体雾化分散成15-60微米左右的液滴，液滴体积很小且相当分散，与细菌的接触反应会更加充分，因此对细菌的去除效果更佳。
       4、工艺流程

       （1）：通过电催化2e- WOR法在三电极体系中制备H₂O₂，工作电极、对电极和参比电极分别为钨酸盐电极、碳棒和Ag/AgCl饱和电极，电解液为一定浓度的碱液，施加电压为2.3 V vs. Ag/AgCl。产生的H2O2浓度可达到约50 mM。
       （2）：通过蠕动泵将过程（1）制备的H₂O₂溶液引入到雾化设备中，并通过超声雾化技术进行分散。可得到大量分散的15-60微米左右的H₂O₂液滴。
       5、控制的主要污染物
       军团菌、溶血性链球菌、绿色链球菌、肺炎双球菌、结核杆菌霉菌、放线菌、病毒、孢子、尘螨、流感病毒等。
       6、污染治理效果
       施加电压为2.3 V vs. Ag/AgCl，反应时间为45 min；进口浓度为107 cfu/mL，出口浓度几乎为0，去除效率约为100%。
       7、技术推广情况
       该技术目前已应用于一些医疗机构，该技术可以利用水原位产生双氧水，在家用消毒方面有非常大的潜力，欢迎家电企业（拖地机，洗碗机、洗衣机）与需要消毒的机构联系我们！