一種基于太陽(yáng)能和波浪能驅(qū)動(dòng)的光電催化裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于太陽(yáng)能和波浪能驅(qū)動(dòng)的光電催化裝置，包括內(nèi)置有若干對(duì)反應(yīng)電極的反應(yīng)室以及供電裝置，所述反應(yīng)室為連接有浮力部件的漂浮式，所述供電裝置包括與電極相連的蓄電池，以及向蓄電池充電的光伏板和波浪能發(fā)電機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的光電催化裝置以太陽(yáng)能光伏電池和波浪發(fā)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)能，構(gòu)成太陽(yáng)能和波浪能協(xié)同驅(qū)動(dòng)的光電催化反應(yīng)，不需消耗外加能源，且通過(guò)設(shè)置浮力部件，使整個(gè)裝置漂浮在水面，可以隨處漂流，在水污染處理上具有極大的應(yīng)用潛力。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于太陽(yáng)能和波浪能驅(qū)動(dòng)的光電催化裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及光電催化【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于太陽(yáng)能和波浪能驅(qū)動(dòng)的光電催化裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)境污染及能源危機(jī)是目前制約人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的兩大瓶頸，半導(dǎo)體光催化技術(shù)有望解決這兩大難題，其研宄和應(yīng)用引起了人們的廣泛關(guān)注。光催化環(huán)境凈化技術(shù)是利用光激發(fā)半導(dǎo)體分解有機(jī)物的過(guò)程。其機(jī)理是半導(dǎo)體光催化劑受到光激發(fā)產(chǎn)生非平衡載流子即光生電子與空穴，電子與空穴迀移到半導(dǎo)體表面后，由于具有很強(qiáng)的氧化及還原能力，可跟與之接觸的有機(jī)污染物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將有機(jī)物分解為小分子并最終分解為C02和水。
[0003]由于光催化可利用自然界中的光能長(zhǎng)期工作，使其在環(huán)境污染治理領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。半導(dǎo)體光催化技術(shù)緩解能源危機(jī)的途徑是通過(guò)其光催化分解水制氫實(shí)現(xiàn)。其機(jī)理是半導(dǎo)體光催化劑受光激發(fā)后，產(chǎn)生的電子空穴迀移到表面后分別與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氫氣與氧氣。目前全球工業(yè)化進(jìn)程的迅猛發(fā)展使得環(huán)境問(wèn)題變得日益嚴(yán)峻。隨著大量的化工原料被消耗，自然資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)，礦物燃料的燃燒和使用，生態(tài)環(huán)境變得也日趨惡化。
[0004]同時(shí)二氧化碳?xì)怏w被大量排放，引起了全球溫室效應(yīng)，特別是近幾年來(lái)，人類(lèi)活動(dòng)不斷地加劇，大氣中的二氧化碳含量提高的更快，進(jìn)一步加劇了溫室效應(yīng)。
[0005]然而二氧化碳在海水中的溶解度大于在淡水中的溶解度，每年海洋都在大量吸收二氧化碳緩解溫室效應(yīng)。若通過(guò)化學(xué)途徑轉(zhuǎn)化二氧化碳，這樣既可以達(dá)到消除二氧化碳的目的，同時(shí)又能將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的基本化工原料，這樣就可以起到改善環(huán)境并產(chǎn)生新能源的作用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供來(lái)了一種基于太陽(yáng)能和波浪能驅(qū)動(dòng)的光電催化
目.ο
[0007]一種基于太陽(yáng)能和波浪能驅(qū)動(dòng)的光電催化裝置，包括內(nèi)置有若干對(duì)反應(yīng)電極的反應(yīng)室以及供電裝置，所述反應(yīng)室為連接有浮力部件的漂浮式，所述供電裝置包括與電極相連的蓄電池，以及向蓄電池充電的光伏板和波浪能發(fā)電機(jī)構(gòu)。
[0008]本發(fā)明的光電催化裝置的大小可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行調(diào)整。
[0009]本發(fā)明的光電催化裝置以太陽(yáng)能光伏電池和波浪發(fā)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)能，構(gòu)成太陽(yáng)能和波浪能協(xié)同驅(qū)動(dòng)的光電催化反應(yīng)，不需消耗外加能源，且通過(guò)設(shè)置浮力部件，使整個(gè)裝置漂浮在水面，在水污染處理上具有極大的應(yīng)用潛力。
[0010]反應(yīng)室中反應(yīng)電極的對(duì)數(shù)，以及陰極和陽(yáng)極材質(zhì)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況設(shè)定。每對(duì)反應(yīng)電極將反應(yīng)室劃分為一個(gè)相應(yīng)的反應(yīng)池，當(dāng)有多對(duì)反應(yīng)電極時(shí)，每對(duì)反應(yīng)電極相互串聯(lián)連接。
[0011]作為優(yōu)選，每對(duì)反應(yīng)電極中的陽(yáng)極為具有光催化活性的光電極，陰極具有二氧化碳還原活性的電極。其中，所述的陽(yáng)極為可見(jiàn)光型BiV04，改性Ti02，F(xiàn)e203、Mx0y/Ta3N5等材料制備得到，所述陰極為鎳、鉑、摻鉑石墨烯、Pt-11、Cu-S等材料制備得到。
[0012]考慮到二氧化碳穩(wěn)定性較高，因?yàn)榫哂卸栊詮亩觿×嘶罨碾y度，在光催化還原二氧化碳的過(guò)程中二氧化碳轉(zhuǎn)化率較低。要提高還原二氧化碳的效率，必須添加電子給體作為犧牲劑來(lái)抑制光生電子和空穴的復(fù)合以及還原產(chǎn)物被氧化的逆反應(yīng)，從而獲得基礎(chǔ)化工原料(根據(jù)反應(yīng)條件的不同，還原可以產(chǎn)生甲醇，甲醛，甲酸，甲烷等)。
[0013]電子給體的加入還可以促進(jìn)催化劑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定而不易失活。許多有機(jī)物都是很好的電子給體，能顯著提高光催化還原二氧化碳的效率，尤其是利用廢水中的有機(jī)污染物作為電子給體進(jìn)行光催化還原二氧化碳，有機(jī)廢物被氧化降解的同時(shí)二氧化碳還被還原成基礎(chǔ)化工原料，既提高了產(chǎn)率，又去除了環(huán)境污染物。
[0014]在光源提供的光照作用下，反應(yīng)電極中的陽(yáng)極發(fā)生光催化氧化有機(jī)污染物反應(yīng)，反應(yīng)電極中的陰極發(fā)生光催化還原二氧化碳反應(yīng)，在蓄電池提供的偏壓作用下，光生電子及時(shí)傳遞到對(duì)電極(陰極)，從而有效抑制了光生電子和空穴的復(fù)合，進(jìn)一步促進(jìn)了有機(jī)污染物的降解和二氧化碳的還原，大大提高了有機(jī)物降解效率和二氧化碳的還原效率。且不同于其他的反應(yīng)器固定在一個(gè)位置，它可以漂浮在含有污染物的水體表面，二十四小時(shí)工作，在有效去除污染物的同時(shí)還原二氧化碳生成基礎(chǔ)化工原料。
[0015]所述反應(yīng)室內(nèi)每對(duì)反應(yīng)電極中陰極和陽(yáng)極的間距為I?5cm。
[0016]所述的陽(yáng)極和陰極分別接在蓄電池的正極和負(fù)極；所述的蓄電池的直流電壓在I?1V間可調(diào)，陰陽(yáng)極間距為I?5cm，通過(guò)對(duì)電流和電壓的調(diào)節(jié)進(jìn)而調(diào)控污染物降解和二氧化碳還原的速率，從而實(shí)現(xiàn)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)平衡。
[0017]所述浮力部件為固定在反應(yīng)室外周的浮力板，所述光伏板位于浮力板頂面。
[0018]作為優(yōu)選，所述浮力部件為固定在反應(yīng)室外周的浮力板，所述光伏板位于浮力板頂面。浮力板以上的部分在水面上，其余部分均在水下，保證光伏板能夠吸收足夠的太陽(yáng)會(huì)K。
[0019]考慮到光電催化反應(yīng)裝置的反應(yīng)可能會(huì)生成大量有用的副產(chǎn)物，如甲酸、甲醛和甲醇等。所述光電催化裝置還設(shè)有與位于反應(yīng)室下方，且與反應(yīng)室通過(guò)連通孔連通的儲(chǔ)藏室，且連通孔上設(shè)有控制閥。
[0020]通過(guò)設(shè)置儲(chǔ)藏室，收集反應(yīng)室反應(yīng)后的反應(yīng)液體，定期進(jìn)行回收并分離，提取得到有用的副產(chǎn)物。
[0021]所述波浪能發(fā)電機(jī)構(gòu)包括位于儲(chǔ)藏室的波浪能發(fā)電機(jī)，與發(fā)電機(jī)相連延伸至儲(chǔ)藏室下方的動(dòng)力軸，以及固定在動(dòng)力軸底端的阻力板。
[0022]作為優(yōu)選，所述反應(yīng)室的頂部帶有透光窗。
[0023]進(jìn)一步優(yōu)選，所述反應(yīng)室的頂部高于浮力板，高出部分設(shè)有通氣孔。
[0024]反應(yīng)室的體頂端的高出浮力板的高度大小根據(jù)整個(gè)光電催化裝置的尺寸設(shè)定。
[0025]一方面有利于白天太陽(yáng)光照射進(jìn)入反應(yīng)室作為光電催化反應(yīng)的光源，另一方面使反應(yīng)室和大氣連通，為反應(yīng)室提供更多的二氧化碳(反應(yīng)室中的二氧化碳來(lái)源于大氣以及海水中溶解的二氧化碳)，還可以使反應(yīng)結(jié)束后反應(yīng)室的液體能夠快速的通過(guò)連通孔進(jìn)入儲(chǔ)藏室。所述通氣孔的數(shù)目根據(jù)反應(yīng)池大小調(diào)整，所述通氣孔和連通孔的尺寸根據(jù)反應(yīng)池大小可調(diào)，作為優(yōu)選，當(dāng)反應(yīng)室的體積為200?500ml時(shí)，所述通氣孔的尺寸為2?20mm，所述連通孔的尺寸為5?50mm。
[0026]進(jìn)一步優(yōu)選，所述的反應(yīng)室的材質(zhì)為透光性好的石英、玻璃或者有機(jī)玻璃材質(zhì)。
[0027]為保證電路連接的安全性，在反應(yīng)室和儲(chǔ)藏室之間還設(shè)有密封室，所述蓄電池安裝在該密封室內(nèi)；
[0028]反應(yīng)室與密封室之間通過(guò)透光板相隔，密封室內(nèi)安裝有通過(guò)蓄電池供電的光源。
[0029]通過(guò)設(shè)置光源，在沒(méi)有太陽(yáng)光的時(shí)候可以通過(guò)光源提供光電催化反應(yīng)所需的光會(huì)K。
[0030]作為優(yōu)選，所述的光源的波長(zhǎng)范圍在200nm?1400nm之間(如氙燈、LED光源、汞燈等等)，進(jìn)一步優(yōu)選，所述波長(zhǎng)范圍在200nm?700nm之間。
[0031 ] 為保證整個(gè)光電催化裝置能夠豎直漂浮在水中，所述儲(chǔ)藏室底部固定有配重物，作為優(yōu)選，所述配重物為倒錐形。錐形重物通常采用耐海水腐蝕的鑄鐵，可以增加整個(gè)裝置的慣性，同時(shí)使整個(gè)裝置的中心朝下，保證整個(gè)裝置垂直漂浮。
[0032]另外，為使重力平衡，波浪能發(fā)電機(jī)構(gòu)的阻力板通過(guò)配重物浸入在海水中，相應(yīng)的，在配重物上設(shè)有避讓孔，所述動(dòng)力軸貫穿該避讓孔。
[0033]本發(fā)明中以反應(yīng)室和儲(chǔ)藏室連通的控制閥作為連通閥門(mén)，所述反應(yīng)室設(shè)有進(jìn)水口，所述進(jìn)水口處設(shè)有進(jìn)水閥門(mén)，所述儲(chǔ)藏室設(shè)有出水口，所述出水口設(shè)有相應(yīng)的出水閥門(mén)；為便于整個(gè)工作過(guò)程定期自動(dòng)進(jìn)行。所述光電催化裝置還包括用于定期開(kāi)啟或關(guān)閉進(jìn)水閥門(mén)和出水閥門(mén)的控制電路，所述控制電路通過(guò)蓄電池供電。
[0034]定時(shí)打開(kāi)或關(guān)閉進(jìn)水閥門(mén)和出水閥門(mén)的周期根據(jù)處理速度設(shè)定，通?？梢栽陬A(yù)先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)定。
[0035]本發(fā)明的光電催化裝置的工作過(guò)程如下:
[0036]將該光電催化裝置置于待處理的水中(通常為海水中，也可以為工業(yè)廢水中)，打開(kāi)進(jìn)水閥門(mén)使待處理的海水進(jìn)入反應(yīng)室中(此時(shí)連通閥門(mén)和出水閥門(mén)均關(guān)閉)進(jìn)行光電催化反應(yīng)，待反應(yīng)一段時(shí)間后打開(kāi)連通閥門(mén)，使反應(yīng)后的水(即處理后的海水)進(jìn)入儲(chǔ)藏室，然后關(guān)閉連通閥門(mén)，重新打開(kāi)進(jìn)水閥門(mén)，重復(fù)進(jìn)行反應(yīng)。且每隔一定的時(shí)間后，打開(kāi)出水閥門(mén)，將儲(chǔ)藏室中的存儲(chǔ)的水轉(zhuǎn)移出去，以進(jìn)行分離，得到有用的副產(chǎn)物。
[0037]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0038](I)巧妙地將太陽(yáng)能光伏電池系統(tǒng)、波浪能發(fā)電系統(tǒng)、光電催化降解污染物系統(tǒng)和還原二氧化碳制基礎(chǔ)化工產(chǎn)品系統(tǒng)自耦合匹配，構(gòu)建了新型、高效的以太陽(yáng)能和波浪能驅(qū)動(dòng)的光電催化降解有機(jī)污染物還原二氧化碳制取基礎(chǔ)化工原料的裝置，將太陽(yáng)能、波浪的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為清潔的化學(xué)能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了廢水處理；
[0039](2)本發(fā)明的光電催化裝置操作簡(jiǎn)單，設(shè)備緊湊，各種參數(shù)容易控制，可根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)節(jié)；
[0040](3)本發(fā)明裝置運(yùn)行時(shí)利用取之不盡的太陽(yáng)能和波浪的動(dòng)能，產(chǎn)生基礎(chǔ)化工原料并且儲(chǔ)存起來(lái)，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，是一種綠色的水處理方法。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0041]圖1為本實(shí)施例的光電催化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖2為本實(shí)施例的光電催化裝置的反應(yīng)室的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖3為本實(shí)施例的光電催化裝置的工作原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0044]下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0045]實(shí)施例1
[0046]如圖1所示，本實(shí)施例的基于太陽(yáng)能和波浪能驅(qū)動(dòng)的光電催化裝置，包括內(nèi)置有若干對(duì)反應(yīng)電極的反應(yīng)室3以及供電裝置，供電裝置包括與電極相連的蓄電池4，以及向蓄電池充電的光伏板I和波浪能發(fā)電機(jī)構(gòu)。
[0047]反應(yīng)室3為連接有浮力部件的漂浮式，其中浮力部件為固定在反應(yīng)室外周的浮力板2，光伏板位于浮力板頂面。
[0048]反應(yīng)室3的頂部(即頂面)為透明多孔蓋板(蓋板上的孔即為通氣孔)，且高于浮力板，一方面可以透光，還可以與外界大氣連通。本實(shí)施例中蓋板上的小孔(即通氣孔)的孔徑為5mm，反應(yīng)室體積為300ml。
[0049]本實(shí)施例的光電催化裝置還設(shè)有與位于反應(yīng)室3下方，且與反應(yīng)室通過(guò)控制閥連通的儲(chǔ)藏室6。
[0050]儲(chǔ)藏室6底部固定有倒錐形的配重物8。配重物8的材料為鑄鐵，可以增加整個(gè)裝置的慣性，同時(shí)使整個(gè)裝置的中心朝下，保證整個(gè)裝置垂直漂浮。
[0051]波浪能發(fā)電機(jī)構(gòu)包括位于儲(chǔ)藏室的波浪能發(fā)電機(jī)7，與發(fā)電機(jī)相連延伸至儲(chǔ)藏室下方的動(dòng)力軸9，以及固定在動(dòng)力軸9底端的阻力板10。在配重物8上設(shè)有避讓孔，動(dòng)力軸9貫穿該避讓孔。
[0052]在反應(yīng)室和儲(chǔ)藏室之間還設(shè)有密封室，蓄電池4安裝在該密封室內(nèi)；
[0053]反應(yīng)室與密封室之間通過(guò)透光板相隔，密封室內(nèi)安裝有通過(guò)蓄電池4供電的光源。
[0054]實(shí)施制備時(shí)，可以先制備一“U型”外殼5，然后將密封室固定在“U型”外殼的內(nèi)部(與底部有一定高度)，然后在密封室上形成反應(yīng)室3。
[0055]浮力板2、外殼5、阻力板10的材料均為密度小于水密度的塑料。殼體內(nèi)有泡沫填充物，可以使整個(gè)裝置漂浮于水面上。
[0056]本發(fā)明中以反應(yīng)室和儲(chǔ)藏室連通的控制閥作為連通閥門(mén)，所述反應(yīng)室設(shè)有進(jìn)水口，所述進(jìn)水口處設(shè)有進(jìn)水閥門(mén)，所述儲(chǔ)藏室設(shè)有出水口，所述出水口設(shè)有相應(yīng)的出水閥門(mén)；為便于整個(gè)工作過(guò)程定期自動(dòng)進(jìn)行。所述光電催化裝置還包括用于定期開(kāi)啟或關(guān)閉進(jìn)水閥門(mén)和出水閥門(mén)的控制電路，所述控制電路通過(guò)蓄電池供電。
[0057]如圖2所示，本實(shí)施例中反應(yīng)室包括3對(duì)相互串聯(lián)的反應(yīng)電極，串聯(lián)后的陽(yáng)極和陰極分別與蓄電池4的正極和負(fù)極連接。一對(duì)反應(yīng)電極組成一個(gè)反應(yīng)池，反應(yīng)室設(shè)有進(jìn)水口33，用于與儲(chǔ)藏室6連通的連通口 34，進(jìn)水口 33和連通孔34均設(shè)有控制閥門(mén)。
[0058]每對(duì)反應(yīng)電極均包括一個(gè)陽(yáng)極31和一個(gè)陰極32 (在實(shí)際應(yīng)用中，各個(gè)電極的底端均固定在反應(yīng)室的底面上)，陽(yáng)極31為具有可見(jiàn)光催化活性的光電極，陰極32為具有二氧化碳還原活性的電極，陰極和陽(yáng)極的間距為3cm。
[0059]本實(shí)施例中陽(yáng)極31為具有光催化活性BiVO4 (2cmX 4cm FTO作為載體，BiVOJ莫面積2cmX2cm)的光電極，陰極32為具有二氧化碳還原活性Pt-1I的電極。
[0060]反應(yīng)室兩端(即串聯(lián)后的陽(yáng)極和陰極)接上1.5V的外接電壓(蓄電池的正極和負(fù)極之間的電壓)，反應(yīng)室以500w的氙弧光燈為光源。
[0061]本實(shí)施例的光電催化裝置的工作原理圖如圖3所示，以太陽(yáng)能光伏板(即光伏板I)和波浪能發(fā)電機(jī)7為蓄電池4充電，并由蓄電池4直接為反應(yīng)室3和光源進(jìn)行供電。
[0062]整個(gè)裝置豎直漂浮在有波浪的水面上，阻力板10完全浸沒(méi)在水中，浮力板2以下也全部浸沒(méi)在水中。當(dāng)水體有波浪或水體上下波動(dòng)時(shí)，波浪發(fā)電機(jī)開(kāi)始工作，給蓄電池4充電。因?yàn)楣怆姶呋b置漂浮在水面上，所以光伏板I能接受到太陽(yáng)光給蓄電池4充電。而蓄電池4則為反應(yīng)室3提供穩(wěn)定電壓。反應(yīng)室3的電極在白天以太陽(yáng)光為光源和蓄電池4為電源進(jìn)行光電催化降解有機(jī)物還原二氧化碳反應(yīng)，夜晚則以反應(yīng)室3內(nèi)部的光源和蓄電池4進(jìn)行光電催化降解有機(jī)物還原二氧化碳反應(yīng)。定期回收儲(chǔ)藏室6內(nèi)產(chǎn)品溶液，并對(duì)裝置進(jìn)行保養(yǎng)或者維修。
[0063]以飽和二氧化碳模擬海水溶液來(lái)模擬海水，具體組分如下:NaCl 26.726g/L, MgCl22.26g/L, MgS043.248g/L, CaCl2L 153g/L，以苯酚作為模擬污染物。
[0064]利用本實(shí)施例的光電催化裝置，在光照強(qiáng)度為4.0mw/cm2的條件下進(jìn)行光電催化還原CO2實(shí)驗(yàn)。3h后得到甲酸、甲醛和甲醇的產(chǎn)量分別為0.35mmol/cm 2，0.49mmol/cm2和
0.35mmol/cm2，苯酚去除率為80%。
[0065]實(shí)施例二
[0066]本實(shí)施例的光電催化裝置的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，所不同的是反應(yīng)室兩端接上3V的外接電壓，反應(yīng)室以500w的氙弧光燈為光源。
[0067]以飽和二氧化碳模擬海水溶液來(lái)模擬海水，具體組分如下:NaCl 26.726g/L, MgCl22.26g/L, MgS043.248g/L, CaCl2L 153g/L，以苯酚作為模擬污染物。
[0068]在光照強(qiáng)度為4.0mw/cm2的條件下進(jìn)行光電催化還原CO2實(shí)驗(yàn)。3h后得到甲酸、甲酸和甲醇的產(chǎn)量分別為0.42mmol/cm2, 0.52mmol/cm2和0.40mmo1 /cm2，苯酸去除率為90%。
[0069]實(shí)施例三
[0070]本實(shí)施例的光電催化裝置的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，所不同的是反應(yīng)室以CuO/Fe2O3NTs作為陽(yáng)極，Cu-S作為陰極。反應(yīng)室中具有三個(gè)反應(yīng)池，每個(gè)反應(yīng)池中對(duì)電極距離3cm。反應(yīng)室兩端接上3.9V的外接電壓，反應(yīng)室以500w的氙弧光燈為光源。
[0071 ] 以飽和二氧化碳模擬海水溶液來(lái)模擬海水，具體組分如下:NaCl 26.726g/L, MgCl22.26g/L, MgS043.248g/L, CaCl2L 153g/L，以苯酚作為模擬污染物。在光照強(qiáng)度為10.0mw/cm2的條件下進(jìn)行光電催化還原CO2實(shí)驗(yàn)。3h后得到甲醇和乙醇的產(chǎn)量分別為
1.0mmoI/cm2和 0.llmmol/cm2,苯酸去除率為 85%。
[0072]實(shí)施例四
[0073]本實(shí)施例的光電催化裝置的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，反應(yīng)室以Fe203/Ti02NTs作為陽(yáng)極，Cu-S作為陰極。反應(yīng)室中具有三個(gè)反應(yīng)池，每個(gè)反應(yīng)池中對(duì)電極距離3cm。反應(yīng)室兩端接上3.9V的外接電壓，反應(yīng)室以500w的氙弧光燈為光源。
[0074]以飽和二氧化碳模擬海水溶液來(lái)模擬海水，具體組分如下:NaCl 26.726g/L, MgCl22.26g/L, MgS043.248g/L, CaCl2L 153g/L，以苯酚作為模擬污染物。在光照強(qiáng)度為10.0mw/cm2的條件下進(jìn)行光電催化還原CO2實(shí)驗(yàn)。3h后得到甲醇和乙醇的產(chǎn)量分別為
1.2mmol/cm2和 0.08mmo1 /cm2,苯酸去除率為 93%。
[0075]以上所述的【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本發(fā)明的最優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補(bǔ)充和等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于太陽(yáng)能和波浪能驅(qū)動(dòng)的光電催化裝置，包括內(nèi)置有若干對(duì)反應(yīng)電極的反應(yīng)室以及供電裝置，其特征在于，所述反應(yīng)室為連接有浮力部件的漂浮式，所述供電裝置包括與電極相連的蓄電池，以及向蓄電池充電的光伏板和波浪能發(fā)電機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于太陽(yáng)能和波浪能驅(qū)動(dòng)的光電催化裝置，其特征在于，每對(duì)反應(yīng)電極中的陽(yáng)極為具有光催化活性的光電極，陰極具有二氧化碳還原活性的電極。
3.如權(quán)利要求1所述的基于太陽(yáng)能和波浪能驅(qū)動(dòng)的光電催化裝置，其特征在于，每對(duì)反應(yīng)電極中陰極和陽(yáng)極的間距為1?5(3111。
4.如權(quán)利要求1所述的基于太陽(yáng)能和波浪能驅(qū)動(dòng)的光電催化裝置，其特征在于，所述浮力部件為固定在反應(yīng)室外周的浮力板，所述光伏板位于浮力板頂面。
5.如權(quán)利要求1?4中任意一項(xiàng)所述的基于太陽(yáng)能和波浪能驅(qū)動(dòng)的光電催化裝置，其特征在于，反應(yīng)室的頂部帶有透光窗。
6.如權(quán)利要求5所述的基于太陽(yáng)能和波浪能驅(qū)動(dòng)的光電催化裝置，其特征在于，所述反應(yīng)室的頂部高于浮力板，高出部分設(shè)有通氣孔。
7.如權(quán)利要求5所述的基于太陽(yáng)能和波浪能驅(qū)動(dòng)的光電催化裝置，其特征在于，還設(shè)有與位于反應(yīng)室下方，且與反應(yīng)室通過(guò)控制閥連通的儲(chǔ)藏室； 所述波浪能發(fā)電機(jī)構(gòu)包括位于儲(chǔ)藏室的波浪能發(fā)電機(jī)，與發(fā)電機(jī)相連延伸至儲(chǔ)藏室下方的動(dòng)力軸，以及固定在動(dòng)力軸底端的阻力板。
8.如權(quán)利要求7所述的基于太陽(yáng)能和波浪能驅(qū)動(dòng)的光電催化裝置，其特征在于，在反應(yīng)室和儲(chǔ)藏室之間還設(shè)有密封室，所述蓄電池安裝在該密封室內(nèi)； 反應(yīng)室與密封室之間通過(guò)透光板相隔，密封室內(nèi)安裝有通過(guò)蓄電池供電的光源。
9.如權(quán)利要求7所述的基于太陽(yáng)能和波浪能驅(qū)動(dòng)的光電催化裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)藏室底部固定有配重物。
10.如權(quán)利要求9所述的基于太陽(yáng)能和波浪能驅(qū)動(dòng)的光電催化裝置，其特征在于，所述配重物為倒錐形，在配重物上設(shè)有避讓孔，所述動(dòng)力軸貫穿該避讓孔。
【文檔編號(hào)】C02F1/72GK104478033SQ201410720525
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】叢燕青, 范托, 劉洛伊, 張?chǎng)雾? 杜佳佳, 宋展, 張軼, 王齊 申請(qǐng)人:浙江工商大學(xué)