技术特征：
1.一种基于泡沫钛单原子整体电极的二氧化氯气体发生装置，其特征在于，包括电化学反应器、循环进料与清洗装置，所述电化学反应器包括阴极室(1)、阴极(2)、质子交换膜(3)、阳极(4)以及阳极室(5)，所述质子交换膜(3)设于阳极(4)和阴极(2)之间，所述阴极室(1)、阴极(2)、质子交换膜(3)、阳极(4)以及阳极室(5)排列夹紧，所述阴极(2)和阳极(4)通过导线分别连接电源的负极和正极；所述循环进料与清洗装置包括循环缓冲罐(6)、亚氯酸钠浓度检测与流量控制仪(7)、原料储罐(9)和清洗液储罐(10)以及输送设备(8)；所述循环缓冲罐(6)与阳极室(5)通过管道连接，含亚氯酸钠的电解液在二者循环使用；所述循环缓冲罐(6)与原料储罐(9)以及清洗液储罐(10)通过管道连接，通过亚氯酸钠浓度检测与流量控制仪(7)自动切换清洗模式和进料模式；所述阳极(4)为泡沫钛单原子整体电极，所述阴极(2)为多孔泡沫镍电极。2.根据权利要求1所述的一种基于泡沫钛单原子整体电极的二氧化氯气体发生装置，其特征在于，所述泡沫钛单原子整体电极以泡沫钛为基底，在泡沫钛表面形成过渡金属单原子或纳米团簇活性物质。3.根据权利要求2所述的一种基于泡沫钛单原子整体电极的二氧化氯气体发生装置，其特征在于，对于所述泡沫钛单原子整体电极，所述过渡金属单原子为锰、铁、钴、镍、铜、钼、钌、铑、钯、银、锇、铱、铂、金中的至少一种。4.根据权利要求2所述的一种基于泡沫钛单原子整体电极的二氧化氯气体发生装置，其特征在于，在泡沫钛单原子整体电极上，所述过渡金属单原子的质量负载量范围为0.01％-20％。5.根据权利要求2所述的一种基于泡沫钛单原子整体电极的二氧化氯气体发生装置，其特征在于，所述泡沫钛单原子整体电极为多孔结构，微孔的孔径范围为50-100微米。6.根据权利要求1所述的一种基于泡沫钛单原子整体电极的二氧化氯气体发生装置，其特征在于，基于泡沫钛单原子整体电极的二氧化氯气体发生装置中，阳极电解液为亚氯酸钠电解液；阴极电解液为硫酸钠或硫酸钾溶液；清洗液为去离子水。7.根据权利要求6所述的一种基于泡沫钛单原子整体电极的二氧化氯气体发生装置，其特征在于，阳极电解液或阴极电解液浓度范围为0.1mol/l-5mol/l。8.基于权利要求1-7中任一项所述基于泡沫钛单原子整体电极的二氧化氯气体发生装置的应用方法，其特征在于，所述基于泡沫钛单原子整体电极的二氧化氯气体发生装置用于持续制备高纯二氧化氯气体，包括以下步骤：将含亚氯酸钠的电解液通入阳极室内，将空气通入阳极室内，将硫酸钾或硫酸钠电解液通入阴极室内，含有亚氯酸钠的电解液以一定流速从阳极底部通入，流经阳极，最后从阳极室上端排出；在此过程中，阴极和阳极间施加电压，在阳极表面将电解液中亚氯酸钠选择性转化为二氧化氯，随后产生的二氧化氯随阳极底部泵入的空气流出。9.根据权利要求8所述的应用方法，其特征在于，在所述阳极和所述阴极之间施加0.5v-36v的恒定电压或者0.1-50a的恒定电流，控制气体流速范围为0.001m/s-10m/s，电解液流速范围为1ml/min-500ml/min。10.根据权利要求8所述的应用方法，其特征在于，持续电解过程中，利用亚氯酸钠浓度检测与流量控制仪实时检测亚氯酸根浓度并按需切换电极表面清洗和阳极电解液补充模式。
技术总结
本发明涉及基于泡沫钛单原子整体电极的二氧化氯气体发生装置。该装置包括电化学反应器、循环进料与清洗装置，所述电化学反应器包括阴极室、阴极、质子交换膜、阳极以及阳极室，所述循环进料与清洗装置包括循环缓冲罐、亚氯酸钠浓度检测与流量控制仪、原料和清洗液储罐以及输送设备。利用电化学氧化技术在单原子整体阳极处将亚氯酸持续转化为二氧化氯，随后二氧化氯随阳极室底部鼓入空气流出，电解过程中利用亚氯酸钠浓度检测与流量控制仪实时检测亚氯酸根浓度并按需自动切换阳极电解液补充和电极表面清洗模式。本发明可以高效、持续产生高纯度二氧化氯，不仅能耗低，而且电极活性和选择性高，无二次污染，适合工业化推广。适合工业化推广。适合工业化推广。
技术研发人员：张礼知 戴洁 么艳彩
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2022.05.11
技术公布日：2022/9/22