本发明属于气体净化处理领域，具体涉及一种液态阳极及其在电磁强化净化有毒有害气体中的用途。
背景技术：
有毒有害气体来源于生活和工业生产等方面，恶化人们的生存环境，对人体健康和生态环境造成巨大危害，大气污染已经成为威胁人类生存发展的重大环境问题。
对有毒有害气体净化技术包括：吸附法、冷凝法、膜分离法、燃烧法、光分解法、等离子体分解法、臭氧分解法以及生物法等。其中吸附法设备简单，但对烃类废气吸附性较差，多数吸附材料寿命短，而且容易造成二次污染；冷凝法设备工艺简单，但低温冷凝时能耗巨大；膜分离法流程简单，分离效果好，但膜材料昂贵，寿命短；燃烧法工艺耗能较高，容易产生有毒有害物质；生物法对难降解的气态污染物去除率低。因此发展高效、低能耗和低成本的气体分离净化技术是当前急需解决的焦点问题之一。
专利《液态电极易挥发有机化合物净化装置》（授权公告号cn205056226u）中公开了一种能让净化装置的放电极板保持长期的放电功能的液态电极，用于有机化合物的净化。该电极是起净化作用的主体是正极板上形成的不断流动的水流层，利用水流层的冲刷作用将正极板吸附的颗粒物带走，带到净化的目的。该装置对气体的净化流程繁琐且复杂，而且净化处理对象单一，实用性不强；专利《液态电极》（授权公告号cn105127000b）介绍了一种油烟净化免清洗维护的液态电极，同样是以水流层的冲刷作用为核心，通过水流层的流动将吸附在电极板上的颗粒物带走。该电极单元设置复杂，而且电极只起到除尘的作用，对高毒污染物并没有净化效果。
技术实现要素：
针对工业废气中有毒有害气体难以净化的问题，本发明提供一种操作简单、吸收容量大、运行工作电压低、可循环使用、经济高效的液态阳极，在外加电磁复合场的作用下强化高毒污染物富集分离；其由导电电极、离子液体、多孔膜三者耦合组成液态阳极，即将离子液体填充于多孔膜制成的袋内，然后将导电电极置于离子液体内制得液态阳极材料；将离子液体均匀的填充在多孔膜中，多孔膜不仅起到固载离子液体的作用，多孔膜的高比表面积还增大了待处理废气与离子液体接触的机会，再将导电电极置于离子液体中心制成液态阳极；使用时，电场由液态阳极的导电电极与外接电源相连产生，磁场由外部磁场发生器产生。
所述离子液体的阳离子为胍类、醇胺类、咪唑类、吡啶类、吡嗪鎓类、嘧啶鎓类、季胺盐类、膦酸盐类和季鏻盐类中的一种，阴离子为[bf4]-、[pf6]-、[ntf2]-、[me]-、[dca]-、[cf3cf2cf2coo]-、[cf3so3]-、[c3f7coo]-、[c(cf3so2)3)]-、[c4f9so3]-、[(cf2so2)n]-、[sbf6]-中的一种；离子液体的阴离子或阳离子上带有醚基、羧基、羟基、氨基、氰基、环烷基或环烯基；上述离子液体制备方法简单均可按照常规方法制得。
所述多孔膜为聚酰亚胺膜、聚二甲基硅氧烷膜、聚砜中空纤维膜、聚偏氯乙烯膜、聚丙烯腈膜中的一种；膜上带有孔径为0.5-15μm的孔，膜厚度为0.1-0.15mm；多孔膜结构性质稳定、通量高、耐高温、具有比表面积大、延展性好、抗污染性强、寿命长的特性。
所述的导电电极为金属电极或非金属电极中的一种；导电电极外接电源，电压为10-50v。
本发明另一目的是将上述液态阳极应用在电磁强化净化有毒有害气体中，将有毒有害气体以3-17m3/min的流量通入装有液态阳极、阴极的容器中，液态阳极、阴极与电源正负极连接，在20-65℃、磁场强度为0.1-20t、电压为10-50v下处理有毒有害气体。
所述的有毒有害气体为vocs、氮氧化物（nox）、硫氧化物、氰化物、nh3等中的一种或几种。
为了提高有毒有害气体在离子液体中的溶解度有毒有害气体与离子液态满足0.2～30bar的亨利定律比。
本发明液态阳极对气体的吸收净化是一个传质过程。将离子液体固载在多孔膜中，再将导电电极置于离子液体中心，使用时，电场由导电电极与外接电源相连产生，磁强由外部磁场发生器产生，在复合场的作用下，使气体分子向液态阳极迁移。固载膜高比表面积和高孔隙率可以增强离子液体与气体的接触介面，离子液体利用其特有的氢键网络结构及阴阳离子嫁接的官能团与待处理气体的特殊作用，将待处理气体置于离子液体的网状空隙中而被固定，实现对有毒有害气体的吸收净化。
本发明的优点：
本发明液态阳极原材料成本低廉，易于制备，稳定性好，操作方便，能耗低、可靠性好；电极循环使用不会影响对气体的净化效果；
本发明液态阳极以多孔膜的多孔结构为支撑，电极拥有良好的力学性能，为离子液体和气体的接触提供充分的面积，与普通电极材料相比具有电极孔隙率和比表面积大，电极吸收容量大，对净化气体的扩散和吸收有利；
本发明液态阳极可设计性强，可以根据不同气体的特性，引入不同官能团的实现了对不同性质气体的吸收净化功能化需求，与传统的气体吸收法相比，该液态电极的应用范围更广，突破传统吸收法净化气体的局限。对在空气污染领域新材料及新设备的研发具有一定的借鉴意义。
具体实施方式
本发明用以下实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不局限于所述内容。
实施例1：某工业废气中co浓度为1000mg/m3，nox浓度为500mg/m3，so2浓度为450mg/m3。
将上述工业废气以5m3/min流速通入封闭的反应容器中，液态阳极的离子液体选用1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺[emim][tf2n]，离子液体的制备参照“raeissis,florusselj,peterscj.purificationoffluegasbyionicliquids:carbonmonoxidecapturein[bmim][tf2n][j].aichejournal,2013,59(10):3886-3891.”中方法，以六氟四酸二酐型聚酰亚胺膜作为多孔膜材料（孔径10μm，厚度0.1mm），多孔膜制备方法参照“wangr,caoy,vorar,etal.fabricationof6fda-durenepolyimideasymmetrichollowfibersforgasseparation[j].journalofappliedpolymerscience,2001,82(9):2166-2173.”中方法；液态阳极导电电极为cu电极；将离子液体填充于多孔膜制成的袋内，然后将cu电极置于离子液体内制得液态阳极；
将液态阳极、fe阴极，外接电源，电压为25v，外部磁强发生器磁场强度为10t，在25℃，0.1mpa条件下，工业废气在复合场的作用下向液态阳极移动，透过多孔膜孔径，与1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺[emim][tf2n]充分接触，处理3h后该工业废气中co、so2、nox的去除率分别可以达到90%、84.31%、85.2%。
实施例2：某工业废气中二氯甲烷浓度为800mg/m3；
将工业废气以10m3/min流量通入封闭的反应容器中，液态阳极的离子液体选用[bd][n5]，[bd][n5]离子液体的制备参照“王斌琦.离子液体法吸收含氯废气的应用研究[d].北京化工大学,2017.”，以聚砜中空纤维膜为多孔膜（孔径5μm，厚度0.12mm），多孔膜制备参照“ismailaf,dunkinir,gallivansl,etal.productionofsuperselectivepolysulfonehollowfibermembranesforgasseparation[j].polymer,1999,40(23):6499-6506.”中的方法，液态阳极的导电电极为pt电极，将离子液体填充于多孔膜制成的袋内，然后将pt电极置于离子液体内制得液态阳极；
将液态阳极、cu阴极外接电源，电压为20v，外部磁场发生器磁场强度为15t，在50℃，0.1mpa条件下，工业废气在复合场作用下无阻碍的透过多孔膜，与离子液体充分接触，处理2h后，该工业废二氯甲烷的去除率达到93.45%；温度升高，离子液体黏度下降，气体在离子液体中的传质加快，气体的渗透性加强。
实施例3：某废气中乙烯浓度为800mg/m3，乙烷浓度为760mg/m3。
该废气以10m3/min流量通入封闭的反应容器中，液态阳极的离子液体选用双取代功能化离子液体[(cp)2im][ntf2]，离子液体制备参照“李如龙.离子液体在乙烯/乙烷、1-己烯/正己烷分离中的应用基础研究[d].浙江大学,2012.”；多孔膜为聚丙烯中空纤维膜（孔径7μm，厚度0.15㎜），多孔膜制备参照“pengjf,liujf,huxl,etal.directdeterminationofchlorophenolsinenvironmentalwatersamplesbyhollowfibersupportedionicliquidmembraneextractioncoupledwithhigh-performanceliquidchromatography[j].journalofchromatographya,2007,1139(2):165-170.”中方法；液态阳极的导电电极为zn电极，将离子液体填充于多孔膜制成的袋内，然后将zn电极置于离子液体内制得液态阳极；
将液态阳极、石墨电极外接电源，电压为20v，在60℃、0.1mpa条件下，外部磁强发生器磁场强度为10t；废气在磁场力和电场力的作用下向液态阳极移动，反应4h，乙烯去除率达96.4%，而只有13%左右的乙烷得到吸收，实现乙烷/乙烯气体的选择性分离。乙烷/乙烯气体的分离率达87%。
实施例4：某废气中主要含有ch4、co2、h2s等有害气体，将该工业废气以12m3/min流量通入封闭的反应容器中，液态阳极的离子液体选用[pyr11][tf2n]和[pyr14][tf2n]混合液，离子液体的制备参照“tomé,lilianac,mecerreyesd,freirecsr,etal.pyrrolidinium-basedpolymericionicliquidmaterials:newperspectivesforco2separationmembranes[j].journalofmembranescience,2013,428:260-266.”；多孔膜选用聚偏二氟乙烯膜（孔径为8μm，厚度0.12㎜），多孔膜制备参照“leesh,kimbs,leeew,etal.theremovalofacidgasesfromcrudenaturalgasbyusingnovelsupportedliquidmembranes[j].desalination,2006,200(1-3):21-22.”；导电电极用fe电极，将离子液体填充于多孔膜制成的袋内，然后将fe电极置于离子液体内制得液态阳极；
将液态阳极、石墨电极外接电源，在50℃，0.1mpa条件下，外接电源25v，外部磁场发生器提供的磁场强度为20t，废气在磁场力和电场力的作用下向液态阳极移动，反应4h后，该工业废气中的h2s去除率达94%，co2去除率达90%，只有5%的ch4气体被吸收，该液态阳极对h2s和co2具有较好的渗透吸收能力，可以选择性的将ch4分离；有良好的应用前景。