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構特點是：多晶硅太陽能電池板通過導線連接光電轉換器，光電轉換器通過導線連接蓄電池，蓄電池通過連接電阻A、電阻B、滑動變阻器和開關組成閉合回路，在電阻B上并聯一個電阻C和電壓表；電阻C二邊通過導線連接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器內，石英玻璃反應器左右二端用塞子塞緊，塞子連接橡膠管，左側橡膠管連接恒流泵。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、保護環境的目的，同時能提高水的利用率和能量利用率，達到節能減排、綠色發展和可持續發展的目標。
【專利說明】
一種太陽能光電催化凈化有色污水裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種有色、有機污水的凈化裝置，屬環保技術領域，具體為一種太陽能光電催化凈化有色污水裝置。
【背景技術】
[0002]據估計，目前全世界染料年總生產量在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，破壞水生態平衡，危及魚類和其它水生生物的生存。隨著工業需水量不斷增加和環保法律法規越趨嚴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到導帶上，從而使導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陽極氧化法制備的T12復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，克服了傳統方法制備T12納米光催化劑結構無序、形貌不易控制的缺陷，高度定向生長、結構有序、尺寸可控可調。針對寬禁帶T12對光吸收率低這一關鍵問題，我們將窄禁帶半導體光催化劑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柔性鈦絲為基底，利用鈦絲的柔韌性，根據實際需要，編制構造出各種形狀的網布，本著先成型一一后氧化一一再敏化的步驟，構造出既具有光催化去污效能，又具有實用化應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，既節省了自身光電催化所需的電能，又保證了光催化反應正常進行。
【發明內容】
[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，節能，不存在二次污染等優點，顯示出良好的應用前景。由于結合了光電催化技術，即采用電化學輔助光化學的手段降解有機污染物質，這就有效地減少太陽能光催化降解工業廢水反應中光生電子與光生空穴的復合，提高量子利用率，從而大幅度提高光催化效率，設備外型結構簡單，降低使用過程中的能耗，低碳環保。
[0006]本實用新型是這樣來實現的:一種太陽能光電催化凈化有色污水裝置，由復合功能T i 02納米催化光電極材料模塊、多晶硅太陽能電路模塊、光電催化循環處理模塊三個模塊組成;所述復合功能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、光電轉換器、蓄電池、電阻、電壓表、電源開關、滑動變阻器;所述光電催化循環處理模塊包括橡膠管、石英玻璃反應器、恒流栗;其特征在于:多晶硅太陽能電池板通過導線連接光電轉換器，光電轉換器通過導線連接蓄電池，蓄電池通過連接電阻A、電阻B、滑動變阻器和開關組成閉合回路，在電阻B上并聯一個電阻C和電壓表；電阻C二邊通過導線連接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器內，石英玻璃反應器左右二端用塞子塞緊，塞子連接橡膠管，左側橡膠管連接恒流栗。
[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器內，上石英玻璃反應器左側連接橡膠管，中石英玻璃反應器左側通過橡膠管連接下石英玻璃反應器左側，上石英玻璃反應器右側連接中石英玻璃反應器右側，下石英玻璃反應器右側連接橡膠管，左側連接恒流栗的橡膠管為污水進口，右側橡膠管為污水出口。
[0008]本實用新型所述復合功能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、光電轉換器、電阻、滑動變阻器、電壓表、開關、導線、蓄電池搭建多晶硅太陽能電路一 T12納米管陣列鈦絲網耦合體系，將太陽能電池板收集的光能經過光電轉換器轉換成電能，并儲存在蓄電池內，再經過電阻和滑動變阻器的調節將輸出電壓穩定在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，協助提高光催化反應效率。光電催化循環處理模塊包括橡膠管、石英玻璃反應器、恒流栗，將T12納米催化光電極材料作為反應電極放置在用橡膠管串聯的石英玻璃反應器中，通過恒流栗的作用使污水在反應器內循環流動，從而構建具有光電催化循環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、保護環境的目的；(2)Ti02納米管陣列網布結構多孔，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幾率；(3)通過超聲酸性去除表面的氧化膜，還能再次應用陽極氧化法在鈦絲上生長T12納米管陣列，從而實現催化劑再生。(4)裝置結構簡單、價格低廉、操作簡單、運行可靠、易于推廣，降低了設備一次性投資及運行成本。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0011 ] 其中I多晶娃太陽能電池板、2光電轉換器、3蓄電池、4電阻A、5電壓表、6電源開關、7滑動變阻器、8橡膠管、9石英玻璃反應器、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、光電催化循環處理模塊。復合功能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、光電轉換器2、蓄電池3、電阻(4、14、15)、電壓表5、電源開關6、滑動變阻器7，將多晶硅太陽能電池板I收集的光能經過光電轉換器2轉換成電能儲存在蓄電池3內，再經過電阻(4、14、15)和滑動變阻器7的調節將輸出電壓穩定在T12納米催化光電極10兩端所需工作電壓。光電催化循環處理模塊包括橡膠管7、石英玻璃反應器9、恒流栗11，將T12納米催化光電極10放置在石英玻璃反應器9中，用橡膠管7將石英玻璃反應器9串聯，使用恒流栗11將污水在裝置內循環流動。
[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器9內，上石英玻璃反應器9左側連接橡膠管8，中石英玻璃反應器9左側通過橡膠管8連接下石英玻璃反應器9左側，上石英玻璃反應器9右側連接中石英玻璃反應器9右側，下石英玻璃反應器9右側連接橡膠管8，左側連接恒流栗11的橡膠管為污水進口 12，右側橡膠管8為污水出口 13。
【主權項】
1.一種太陽能光電催化凈化有色污水裝置，由復合功能T12納米催化光電極材料模塊、多晶硅太陽能電路模塊、光電催化循環處理模塊三個模塊組成;所述復合功能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、光電轉換器、蓄電池、電阻、電壓表、電源開關、滑動變阻器;所述光電催化循環處理模塊包括橡膠管、石英玻璃反應器、恒流栗;其特征在于:多晶硅太陽能電池板通過導線連接光電轉換器，光電轉換器通過導線連接蓄電池，蓄電池通過連接電阻A、電阻B、滑動變阻器和開關組成閉合回路，在電阻B上并聯一個電阻C和電壓表；電阻C二邊通過導線連接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器內，石英玻璃反應器左右二端用塞子塞緊，塞子連接橡膠管，左側橡膠管連接恒流栗。2.根據權利要求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器內，上石英玻璃反應器左側連接橡膠管，中石英玻璃反應器左側通過橡膠管連接下石英玻璃反應器左側，上石英玻璃反應器右側連接中石英玻璃反應器右側，下石英玻璃反應器右側連接橡膠管，左側連接恒流栗的橡膠管為污水進口，右側橡膠管為污水出口。
【文檔編號】C02F1/72GK205590374SQ201620163171
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年3月4日
【發明人】楊麗霞, 姜慧敏, 羅勝聯
【申請人】南昌航空大學