[发明专利]一种基于LED灯的光电协同光催化污水处理设备及其制备方法

权利要求书

1.一种污水处理设备，其特征在于，包括可见光源、与所述可见光源配合使用的光催化组件以及电催化组件，所述光催化组件包括透明基材、氧化锡铟导电层和光触媒层，所述电催化组件包括正极、负极和内置电源，所述正极与所述氧化锡铟导电层连接；所述光触媒层为可见光触发的二氧化钛光触媒，所述可见光触发的二氧化钛光触媒选自掺杂型光触媒、缺氧型光触媒；

所述光触媒层的厚度为200～400μm；所述氧化锡铟导电层的厚度为150～300μm；

所述负极为石墨负极。

2.根据权利要求1所述的污水处理设备，其特征在于，所述掺杂型光触媒所掺杂元素或物质选自非金属元素、金属元素、氧化物、硫化物中的至少一种，所述非金属元素选自氮、碳、硼、硅中的至少一种；所述金属元素选自金、银、钯、铂中的至少一种；所述氧化物选自三氧化二铁、三氧化钨、二氧化镧、二氧化镨、二氧化钕、二氧化铈中的至少一种；所述硫化物选自硫化镉。

3.根据权利要求2所述的污水处理设备，其特征在于，所述非金属元素选自氮。

4.根据权利要求2所述的污水处理设备，其特征在于，所述金属元素选自银。

5.根据权利要求2所述的污水处理设备，其特征在于，所述氧化物选自三氧化钨、二氧化铈中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的污水处理设备，其特征在于，所述氧化锡铟导电层的厚度为200～220μm。

7.根据权利要求1所述的污水处理设备，其特征在于，所述光触媒层的厚度为250～350μm。

8.根据权利要求1所述的污水处理设备，其特征在于，所述可见光源为LED灯；所述可见光源通过外加电源供电。

9.一种如权利要求1～8任一权利要求所述的污水处理设备的制备方法，其特征在于，所述光催化组件的制备方法至少包括以下步骤：

(1)将粒径为10～100nm氧化锡铟制备成质量百分比浓度为5～30％的溶胶；在40～60℃的条件下喷涂于所述透明基材表面，在30～120min内将温度升至250～280℃并保持30～40min进行固化，即得所述氧化锡铟导电层；

(2)将所述电催化组件的正极与所述氧化锡铟层焊接；

(3)将粒径为5～50nm的可见光触发的二氧化钛光触媒制备成水溶胶，所述水溶胶中的所述可见光触发的二氧化钛光触媒的质量百分比浓度为1～8％；在氧化锡铟导电层的外表面喷涂所述水溶胶，然后氮气气氛中于280～350℃条件下煅烧30～120min，即得所述光催化组件。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，将粒径为10～100nm氧化锡铟制备成质量百分比浓度为12％～15％的溶胶。

11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述水溶胶中的所述可见光触发的二氧化钛光触媒的质量百分比浓度为2～3％。

12.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述氧化锡铟的粒径为30～50nm，所述可见光触发的二氧化钛光触媒的粒径为10～20nm。

13.一种采用权利要求1～9任一权利要求所述的污水处理设备进行光电协同催化污水处理方法。