一種太陽能光電催化凈化有色污水裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種太陽能光電催化凈化有色污水裝置其結(jié)構(gòu)特點是：多晶硅太陽能電池板通過導(dǎo)線連接光電轉(zhuǎn)換器，光電轉(zhuǎn)換器通過導(dǎo)線連接蓄電池，蓄電池通過連接電阻A、電阻B、滑動變阻器和開關(guān)組成閉合回路，在電阻B上并聯(lián)一個電阻C和電壓表；電阻C二邊通過導(dǎo)線連接TiO2納米催化光電極，所述TiO2納米催化光電極放置在石英玻璃反應(yīng)器內(nèi)，石英玻璃反應(yīng)器左右二端用塞子塞緊，塞子連接橡膠管，左側(cè)橡膠管連接恒流泵。本實用新型效果和益處：可以充分利用太陽能將有色廢水進行降解、回收、再利用，達到凈化水質(zhì)、保護環(huán)境的目的，同時能提高水的利用率和能量利用率，達到節(jié)能減排、綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。
【專利說明】
一種太陽能光電催化凈化有色污水裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種有色、有機污水的凈化裝置，屬環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種太陽能光電催化凈化有色污水裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)估計，目前全世界染料年總生產(chǎn)量在60萬噸以上，其中50%以上用于紡織品染色;而在紡織品印染加工中，有10%?20%的染料作為廢物排出，進入江湖、大海和地面水中。因印染廢水含大量的有機污染物，排入水體將消耗溶解氧，破壞水生態(tài)平衡，危及魚類和其它水生生物的生存。隨著工業(yè)需水量不斷增加和環(huán)保法律法規(guī)越趨嚴(yán)格有色印染廢水的綠色降解是勢在必行，對有色染料廢水的凈化處理問題需引起全社會的重視。
[0003]T12以其活性高，熱穩(wěn)定性好，抗光氧化性強，價格便宜等特性而成為最受重視的一種光催化劑。T12的外層具有較深的價帶能級，當(dāng)它們受到能量大于帶隙能量的光照射時，外加一定的偏壓，處于價帶上的電子就被激發(fā)到導(dǎo)帶上，從而使導(dǎo)帶上生成高活性電子，價帶上生成帶正電荷的空穴，形成氧化還原體系。溶解氧和水分別與電子和空穴作用，最終產(chǎn)生具有高活性和強氧化性的H0.自由基，它可以氧化許多難降解的有機化合物。
[0004]本裝置就是采用電化學(xué)陽極氧化法制備的T12復(fù)合功能納米級光催化劑，制備出的光催化劑具有良好的光電催化性能，克服了傳統(tǒng)方法制備T12納米光催化劑結(jié)構(gòu)無序、形貌不易控制的缺陷，高度定向生長、結(jié)構(gòu)有序、尺寸可控可調(diào)。針對寬禁帶T12對光吸收率低這一關(guān)鍵問題，我們將窄禁帶半導(dǎo)體光催化劑Cu2O與T12納米管陣列有機耦合在一起，拓寬T12的光吸收范圍；并以價格低廉的國產(chǎn)柔性鈦絲為基底，利用鈦絲的柔韌性，根據(jù)實際需要，編制構(gòu)造出各種形狀的網(wǎng)布，本著先成型一一后氧化一一再敏化的步驟，構(gòu)造出既具有光催化去污效能，又具有實用化應(yīng)用前景的光電催化材料。同時，通過引入多晶硅太陽能電源系統(tǒng)，既節(jié)省了自身光電催化所需的電能，又保證了光催化反應(yīng)正常進行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是提供一種太陽能光電催化處理降解有色污水裝置，它對各類難以降解的有機物均具有較高的降解率，幾乎能完全礦化。而且具有高效，節(jié)能，不存在二次污染等優(yōu)點，顯示出良好的應(yīng)用前景。由于結(jié)合了光電催化技術(shù)，即采用電化學(xué)輔助光化學(xué)的手段降解有機污染物質(zhì)，這就有效地減少太陽能光催化降解工業(yè)廢水反應(yīng)中光生電子與光生空穴的復(fù)合，提高量子利用率，從而大幅度提高光催化效率，設(shè)備外型結(jié)構(gòu)簡單，降低使用過程中的能耗，低碳環(huán)保。
[0006]本實用新型是這樣來實現(xiàn)的:一種太陽能光電催化凈化有色污水裝置，由復(fù)合功能T i 02納米催化光電極材料模塊、多晶硅太陽能電路模塊、光電催化循環(huán)處理模塊三個模塊組成;所述復(fù)合功能Ti02納米催化光電極材料模塊包括Ti02納米催化光電極，所述多晶娃太陽能電路模塊包括多晶硅太陽能電池板、光電轉(zhuǎn)換器、蓄電池、電阻、電壓表、電源開關(guān)、滑動變阻器;所述光電催化循環(huán)處理模塊包括橡膠管、石英玻璃反應(yīng)器、恒流栗;其特征在于:多晶硅太陽能電池板通過導(dǎo)線連接光電轉(zhuǎn)換器，光電轉(zhuǎn)換器通過導(dǎo)線連接蓄電池，蓄電池通過連接電阻A、電阻B、滑動變阻器和開關(guān)組成閉合回路，在電阻B上并聯(lián)一個電阻C和電壓表；電阻C二邊通過導(dǎo)線連接T12納米催化光電極，所述T12納米催化光電極放置在石英玻璃反應(yīng)器內(nèi)，石英玻璃反應(yīng)器左右二端用塞子塞緊，塞子連接橡膠管，左側(cè)橡膠管連接恒流栗。
[0007]本實用新型所述T12納米催化光電極有6個，分別兩兩放置在上中下三個石英玻璃反應(yīng)器內(nèi)，上石英玻璃反應(yīng)器左側(cè)連接橡膠管，中石英玻璃反應(yīng)器左側(cè)通過橡膠管連接下石英玻璃反應(yīng)器左側(cè)，上石英玻璃反應(yīng)器右側(cè)連接中石英玻璃反應(yīng)器右側(cè)，下石英玻璃反應(yīng)器右側(cè)連接橡膠管，左側(cè)連接恒流栗的橡膠管為污水進口，右側(cè)橡膠管為污水出口。
[0008]本實用新型所述復(fù)合功能T12納米催化光電極材料模塊是以T12納米管陣列為基底的復(fù)合功能納米級光催化劑;多晶硅太陽能電路模塊通過太陽能電池板、光電轉(zhuǎn)換器、電阻、滑動變阻器、電壓表、開關(guān)、導(dǎo)線、蓄電池搭建多晶硅太陽能電路一 T12納米管陣列鈦絲網(wǎng)耦合體系，將太陽能電池板收集的光能經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電能，并儲存在蓄電池內(nèi)，再經(jīng)過電阻和滑動變阻器的調(diào)節(jié)將輸出電壓穩(wěn)定在T12納米光催化電極所需工作電壓，進一步提高光生電子-空穴對的分離幾率，協(xié)助提高光催化反應(yīng)效率。光電催化循環(huán)處理模塊包括橡膠管、石英玻璃反應(yīng)器、恒流栗，將T12納米催化光電極材料作為反應(yīng)電極放置在用橡膠管串聯(lián)的石英玻璃反應(yīng)器中，通過恒流栗的作用使污水在反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流動，從而構(gòu)建具有光電催化循環(huán)功能的太陽能光電催化凈化有色污水裝置。
[0009]本實用新型的有益效果是:(I)它能有效利用太陽能、電能將有色廢水進行降解、回收、再利用，達到凈化水質(zhì)、保護環(huán)境的目的；(2)Ti02納米管陣列網(wǎng)布結(jié)構(gòu)多孔，可提高污染物分子在催化劑表面的停留時間，能多角度吸收太陽光，從而增大參與光催化反應(yīng)幾率；(3)通過超聲酸性去除表面的氧化膜，還能再次應(yīng)用陽極氧化法在鈦絲上生長T12納米管陣列，從而實現(xiàn)催化劑再生。(4)裝置結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、操作簡單、運行可靠、易于推廣，降低了設(shè)備一次性投資及運行成本。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ] 其中I多晶娃太陽能電池板、2光電轉(zhuǎn)換器、3蓄電池、4電阻A、5電壓表、6電源開關(guān)、7滑動變阻器、8橡膠管、9石英玻璃反應(yīng)器、10 T12納米催化光電極、11恒流栗，12、污水進口，13、污水出口，14、電阻B，15電阻C。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，本實用新型所這樣來工作和實施的，一種太陽能光電催化凈化有色污水裝置，由三個模塊組成，復(fù)合功能T12納米催化光電極材料模塊、多晶硅太陽能電路模塊、光電催化循環(huán)處理模塊。復(fù)合功能T12納米催化光電極材料模塊主要是以T12納米管陣列為基底的T i O2納米催化光電極1。多晶硅太陽能電路模塊包括多晶硅太陽能電池板1、光電轉(zhuǎn)換器2、蓄電池3、電阻(4、14、15)、電壓表5、電源開關(guān)6、滑動變阻器7，將多晶硅太陽能電池板I收集的光能經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換器2轉(zhuǎn)換成電能儲存在蓄電池3內(nèi)，再經(jīng)過電阻(4、14、15)和滑動變阻器7的調(diào)節(jié)將輸出電壓穩(wěn)定在T12納米催化光電極10兩端所需工作電壓。光電催化循環(huán)處理模塊包括橡膠管7、石英玻璃反應(yīng)器9、恒流栗11，將T12納米催化光電極10放置在石英玻璃反應(yīng)器9中，用橡膠管7將石英玻璃反應(yīng)器9串聯(lián)，使用恒流栗11將污水在裝置內(nèi)循環(huán)流動。
[0013]本實用新型所述T12納米催化光電極有6個，分別兩兩放置在上中下三個石英玻璃反應(yīng)器9內(nèi)，上石英玻璃反應(yīng)器9左側(cè)連接橡膠管8，中石英玻璃反應(yīng)器9左側(cè)通過橡膠管8連接下石英玻璃反應(yīng)器9左側(cè)，上石英玻璃反應(yīng)器9右側(cè)連接中石英玻璃反應(yīng)器9右側(cè)，下石英玻璃反應(yīng)器9右側(cè)連接橡膠管8，左側(cè)連接恒流栗11的橡膠管為污水進口 12，右側(cè)橡膠管8為污水出口 13。
【主權(quán)項】
1.一種太陽能光電催化凈化有色污水裝置，由復(fù)合功能T12納米催化光電極材料模塊、多晶硅太陽能電路模塊、光電催化循環(huán)處理模塊三個模塊組成;所述復(fù)合功能T12納米催化光電極材料模塊包括T12納米催化光電極，所述多晶硅太陽能電路模塊包括多晶硅太陽能電池板、光電轉(zhuǎn)換器、蓄電池、電阻、電壓表、電源開關(guān)、滑動變阻器;所述光電催化循環(huán)處理模塊包括橡膠管、石英玻璃反應(yīng)器、恒流栗;其特征在于:多晶硅太陽能電池板通過導(dǎo)線連接光電轉(zhuǎn)換器，光電轉(zhuǎn)換器通過導(dǎo)線連接蓄電池，蓄電池通過連接電阻A、電阻B、滑動變阻器和開關(guān)組成閉合回路，在電阻B上并聯(lián)一個電阻C和電壓表；電阻C二邊通過導(dǎo)線連接T12納米催化光電極，所述T12納米催化光電極放置在石英玻璃反應(yīng)器內(nèi)，石英玻璃反應(yīng)器左右二端用塞子塞緊，塞子連接橡膠管，左側(cè)橡膠管連接恒流栗。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能光電催化凈化有色污水裝置，其特征在于:所述T12納米催化光電極有6個，分別兩兩放置在上中下三個石英玻璃反應(yīng)器內(nèi)，上石英玻璃反應(yīng)器左側(cè)連接橡膠管，中石英玻璃反應(yīng)器左側(cè)通過橡膠管連接下石英玻璃反應(yīng)器左側(cè)，上石英玻璃反應(yīng)器右側(cè)連接中石英玻璃反應(yīng)器右側(cè)，下石英玻璃反應(yīng)器右側(cè)連接橡膠管，左側(cè)連接恒流栗的橡膠管為污水進口，右側(cè)橡膠管為污水出口。
【文檔編號】C02F1/72GK205590374SQ201620163171
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年3月4日
【發(fā)明人】楊麗霞, 姜慧敏, 羅勝聯(lián)
【申請人】南昌航空大學(xué)