本發明專利技術公開了一種基于太陽能和波浪能驅動的光電催化裝置，包括內置有若干對反應電極的反應室以及供電裝置，所述反應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電機構。本發明專利技術的光電催化裝置以太陽能光伏電池和波浪發電機作為驅動能，構成太陽能和波浪能協同驅動的光電催化反應，不需消耗外加能源，且通過設置浮力部件，使整個裝置漂浮在水面，可以隨處漂流，在水污染處理上具有極大的應用潛力。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種基于太陽能和波浪能驅動的光電催化裝置，包括內置有若干對反應電極的反應室以及供電裝置，所述反應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電機構。本專利技術的光電催化裝置以太陽能光伏電池和波浪發電機作為驅動能，構成太陽能和波浪能協同驅動的光電催化反應，不需消耗外加能源，且通過設置浮力部件，使整個裝置漂浮在水面，可以隨處漂流，在水污染處理上具有極大的應用潛力?！緦＠f明】一種基于太陽能和波浪能驅動的光電催化裝置
本專利技術涉及光電催化
，具體涉及一種基于太陽能和波浪能驅動的光電催化裝置。
技術介紹
環境污染及能源危機是目前制約人類社會發展的兩大瓶頸，半導體光催化技術有望解決這兩大難題，其研宄和應用引起了人們的廣泛關注。光催化環境凈化技術是利用光激發半導體分解有機物的過程。其機理是半導體光催化劑受到光激發產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體表面后，由于具有很強的氧化及還原能力，可跟與之接觸的有機污染物發生氧化還原反應，將有機物分解為小分子并最終分解為C02和水。 由于光催化可利用自然界中的光能長期工作，使其在環境污染治理領域有廣闊的應用前景。半導體光催化技術緩解能源危機的途徑是通過其光催化分解水制氫實現。其機理是半導體光催化劑受光激發后，產生的電子空穴迀移到表面后分別與水發生氧化還原反應，生成氫氣與氧氣。目前全球工業化進程的迅猛發展使得環境問題變得日益嚴峻。隨著大量的化工原料被消耗，自然資源的過度開發，礦物燃料的燃燒和使用，生態環境變得也日趨惡化。 同時二氧化碳氣體被大量排放，引起了全球溫室效應，特別是近幾年來，人類活動不斷地加劇，大氣中的二氧化碳含量提高的更快，進一步加劇了溫室效應。 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。若通過化學途徑轉化二氧化碳，這樣既可以達到消除二氧化碳的目的，同時又能將二氧化碳轉化為有用的基本化工原料，這樣就可以起到改善環境并產生新能源的作用。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術提供來了一種基于太陽能和波浪能驅動的光電催化 目.ο 一種基于太陽能和波浪能驅動的光電催化裝置，包括內置有若干對反應電極的反應室以及供電裝置，所述反應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電機構。 本專利技術的光電催化裝置的大小可以根據實際應用需求進行調整。 本專利技術的光電催化裝置以太陽能光伏電池和波浪發電機作為驅動能，構成太陽能和波浪能協同驅動的光電催化反應，不需消耗外加能源，且通過設置浮力部件，使整個裝置漂浮在水面，在水污染處理上具有極大的應用潛力。 反應室中反應電極的對數，以及陰極和陽極材質根據實際應用情況設定。每對反應電極將反應室劃分為一個相應的反應池，當有多對反應電極時，每對反應電極相互串聯連接。 作為優選，每對反應電極中的陽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，所述的陽極為可見光型BiV04，改性Ti02，Fe203、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。 考慮到二氧化碳穩定性較高，因為具有惰性從而加劇了活化的難度，在光催化還原二氧化碳的過程中二氧化碳轉化率較低。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抑制光生電子和空穴的復合以及還原產物被氧化的逆反應，從而獲得基礎化工原料(根據反應條件的不同，還原可以產生甲醇，甲醛，甲酸，甲烷等)。 電子給體的加入還可以促進催化劑的結構穩定而不易失活。許多有機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污染物作為電子給體進行光催化還原二氧化碳，有機廢物被氧化降解的同時二氧化碳還被還原成基礎化工原料，既提高了產率，又去除了環境污染物。 在光源提供的光照作用下，反應電極中的陽極發生光催化氧化有機污染物反應，反應電極中的陰極發生光催化還原二氧化碳反應，在蓄電池提供的偏壓作用下，光生電子及時傳遞到對電極(陰極)，從而有效抑制了光生電子和空穴的復合，進一步促進了有機污染物的降解和二氧化碳的還原，大大提高了有機物降解效率和二氧化碳的還原效率。且不同于其他的反應器固定在一個位置，它可以漂浮在含有污染物的水體表面，二十四小時工作，在有效去除污染物的同時還原二氧化碳生成基礎化工原料。 所述反應室內每對反應電極中陰極和陽極的間距為I?5cm。 所述的陽極和陰極分別接在蓄電池的正極和負極；所述的蓄電池的直流電壓在I?1V間可調，陰陽極間距為I?5cm，通過對電流和電壓的調節進而調控污染物降解和二氧化碳還原的速率，從而實現反應動力學平衡。 所述浮力部件為固定在反應室外周的浮力板，所述光伏板位于浮力板頂面。 作為優選，所述浮力部件為固定在反應室外周的浮力板，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會K。 考慮到光電催化反應裝置的反應可能會生成大量有用的副產物，如甲酸、甲醛和甲醇等。所述光電催化裝置還設有與位于反應室下方，且與反應室通過連通孔連通的儲藏室，且連通孔上設有控制閥。 通過設置儲藏室，收集反應室反應后的反應液體，定期進行回收并分離，提取得到有用的副產物。 所述波浪能發電機構包括位于儲藏室的波浪能發電機，與發電機相連延伸至儲藏室下方的動力軸，以及固定在動力軸底端的阻力板。 作為優選，所述反應室的頂部帶有透光窗。 進一步優選，所述反應室的頂部高于浮力板，高出部分設有通氣孔。 反應室的體頂端的高出浮力板的高度大小根據整個光電催化裝置的尺寸設定。 一方面有利于白天太陽光照射進入反應室作為光電催化反應的光源，另一方面使反應室和大氣連通，為反應室提供更多的二氧化碳(反應室中的二氧化碳來源于大氣以及海水中溶解的二氧化碳)，還可以使反應結束后反應室的液體能夠快速的通過連通孔進入儲藏室。所述通氣孔的數目根據反應池大小調整，所述通氣孔和連通孔的尺寸根據反應池大小可調，作為優選，當反應室的體積為200?500ml時，所述通氣孔的尺寸為2?20mm，所述連通孔的尺寸為5?50mm。 進一步優選，所述的反應室的材質為透光性好的石英、玻璃或者有機玻璃材質。 為保證電路連接的安全性，在反應室和儲藏室之間還設有密封室，所述蓄電池安裝在該密封室內； 反應室與密封室之間通過透光板相隔，密封室內安裝有通過蓄電池供電的光源。 通過設置光源，在沒有太陽光的時候可以通過光源提供光電催化反應所需的光會K。 作為優選，所述的光源的波長范圍在200nm?1400nm之間(如氙燈、LED光源、汞燈等等)，進一步優選，所述波長范圍在200nm?700nm之間。 為保證整個光電催化裝置能夠豎直漂浮在水中，所述儲藏室底部固定有配重物，作為優選，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，可以增加整個裝置的慣性，同時使整個裝置的中心朝下，保證整個裝置垂直漂浮。 另外，為使重力平衡，波浪能發電機構的阻力板通過配重本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于太陽能和波浪能驅動的光電催化裝置，包括內置有若干對反應電極的反應室以及供電裝置，其特征在于，所述反應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電機構。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：叢燕青，范托，劉洛伊，張鑫淼，杜佳佳，宋展，張軼，王齊，
申請(專利權)人：浙江工商大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33
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