[发明专利]一种光电协同过氧化氢处理氯酚类污染物的装置及其应用

权利要求书

1.一种光电协同过氧化氢处理氯酚类污染物的装置，其特征在于，包括半导体光阳极，用于在光照作用下产生光生空穴氧化降解氯酚类污染物；

催化阴极，与半导体光阳极电连接，用于接受半导体光阳极产生的光电子，将电解液中的溶解氧还原为过氧化氢，所述催化阴极负载有过氧化物酶，所述过氧化物酶能够催化过氧化氢降解氯酚类污染物；

电解池，用于装载半导体光阳极、催化阴极和电解液；

电源，用于驱动半导体光阳极产生的光电子流向催化阴极；

光源，用于提供光照。

2.根据权利要求1所述的处理氯酚类污染物的装置，其特征在于，所述光阳极包括有光敏材料层和负载光敏材料层的导电基底，所述光敏材料层为钒酸铋、钒酸铋/三氧化钨复合半导体、钒酸铋/三氧化二铁复合半导体和二氧化钛/钒酸铋复合半导体中的一种。

3.根据权利要求1所述的处理氯酚类污染物的装置，其特征在于，所述催化阴极包括过氧化物酶层和负载过氧化物酶层的导电基底，所述过氧化物酶层中的过氧化物酶为从植物中提取的过氧化物酶，所述植物为辣根、大豆和马铃薯中的至少一种。

4.根据权利要求2或3所述的处理氯酚类污染物的装置，其特征在于，所述导电基底为导电玻璃电极、玻碳电极、石墨电极和碳布电极中的一种。

5.根据权利要求1所述的处理氯酚类污染物的装置，其特征在于，所述电源施加的偏压为1V-3V。

6.根据权利要求5所述的处理氯酚类污染物的装置，其特征在于，所述电源为恒电位仪或硅光电池。

7.根据权利要求2所述的处理氯酚类污染物的装置，其特征在于，所述电解液包括待处理的氯酚类污染物溶液，所述电解液pH值为3-8，氯酚类污染物的浓度为1ppm-100ppm，优选的，所述氯酚类污染物包括2,4-二氯苯酚、2-氯苯酚、3-氯苯酚和4-氯苯酚中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的处理氯酚类污染物的装置，其特征在于，所述光源的光强为20-1000mW/cm²，光源为氙灯、钨灯和LED灯中的一种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的光电协同过氧化氢处理氯酚类污染物的装置的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备半导体光阳极和催化阴极，将半导体光阳极与催化阴极置于电解池中，其中光阳极与电源的正极相连接，催化阴极与电源的负极相连接；

(2)将含有氯酚类污染物的电解液加入到电解池中，打开光源，所述半导体光阳极被光源照射，在半导体光阳极与催化阴极之间施加电压，实现氯酚类污染物的降解；

优选的，步骤(2)中采用高效液相色谱法实时监测氯酚类污染物的浓度变化。