[发明专利]一种自偏压微生物耦合光电催化燃料电池污染控制系统及电极制备方法

权利要求书

1.一种自偏压微生物耦合光电催化燃料电池污染控制系统，其特征在于，所述的自偏压微生物耦合光电催化燃料电池污染控制系统包括反应器、曝气装置、可见光及紫外光装置和产电收集系统；反应器为方形石英双室反应器，C-ZnO/g-C₃N₄/BiOBr光催化电极作为阴极置于反应器中一侧，填充负载希瓦氏菌的活性炭颗粒置于反应器中的另一侧，阴阳极间连接电阻构成电路，底部设有曝气装置，阴极室外设有光源照射装置，同时实现高性能产电和难降解染料及抗生素废水降解；C-ZnO/g-C₃N₄/BiOBr粉末制备步骤如下：

(1)g-C₃N₄的制备：三聚氰胺研磨后在500-550℃煅烧3-4小时，得到g-C₃N₄黄色粉末；

(2)C-ZnO-g-C₃N₄的制备：将乙二醇与乙醇按照体积比为5％-8％混合搅拌20-30分钟，向混合液体中加入乙酸锌二水合物，使得浓度为0.035-0.04mol·L^-1，并按每单位体积混入g-C₃N₄ 0.5-1.5g，继续搅拌20-30分钟，将混合液体转移到高压反应釜中，并在鼓风式干燥箱中160℃-200℃加热10-12小时；分离反应液体得沉淀物，用足量无水乙醇以及去离子水多次洗涤沉淀物；最后，沉淀物在马弗炉中380-420℃退火0.8-1.2小时，得到C-ZnO-g-C₃N₄淡黄色粉末；

(3)C-ZnO-g-C₃N₄-BiOBr的制备：将乙二醇与异丙醇按照体积比为10％-15％混合后，加入五水合硝酸铋，搅拌成透明液体使得溶液浓度为2.5-3g·L^-1，按每单位体积加入1.0-1.2g十六烷基三甲基溴化铵以及1.0-1.2g C-ZnO-g-C₃N₄粉末，搅拌成透明溶液转移到高压反应釜中，在鼓风式干燥箱中160℃-200℃加热10-12小时；分离反应液体得沉淀物，用足量无水乙醇以及去离子水多次洗涤沉淀物；最后，沉淀物在马弗炉中380-420℃退火3.5-4小时，得到C-ZnO/g-C₃N₄/BiOBr淡黄色粉末。

2.根据权利要求1所述的自偏压微生物耦合光电催化燃料电池污染控制系统，其特征在于，所述的C-ZnO/g-C₃N₄/BiOBr光催化电极的制备方法如下：将不锈钢网、碳纤维布或FTO玻璃作为导电基底材料预处理清洗后，将粘结剂分别加入到C-ZnO-g-C₃N₄-BiOBr粉末中，超声混合均匀后，涂覆于导电基底上制得C-ZnO/g-C₃N₄/BiOBr光催化电极。