[实用新型]一种基于光催化处理污水的发电、产氢装置

说明书

本实用新型提供一种基于光催化处理污水的发电、产氢装置，所述装置包括透明筒、顶盖、底盖、光电阴极和导电片；所述透明筒的上端密封连接有顶盖，透明筒的下端密封连接有底盖，顶盖上设置有进污水口、氢气排出口，底盖上设置有排污水口，透明筒用于盛装污水；所述透明筒的内壁自内向外依次附着有透明导电涂层和二氧化钛纳米管阵列，光电阴极固定在底盖中，光电阴极的下端固定有导电片，导电片、透明导电涂层与污水形成回路。本实用新型低成本、易制造、大光照面积、可长时间持续处理污水，增大光催化剂表面积并且易于回收光催化剂，有效解决了污水处理问题。

技术领域

本实用新型涉及光催化处理污水与电催化析氢领域，具体为一种基于光催化处理污水的发电、产氢装置。

背景技术

光催化处理污水是一种新兴的对污水进行处理的技术，主要集中在如何高效地回收污水中的可利用物质并转化为可用的能源，同时还要尽可能多地回收已使用过的光催化剂。其中，光催化效率主要通过提高比表面积实现，整个处理过程的成本控制主要通过回收光催化剂实现。

二氧化钛纳米管阵列是一种用于光催化处理污水的高效光催化剂，较高的光生电子-空穴对分离效率和较大的比表面积是其拥有优良性能的原因。但是，用于处理污水的二氧化钛光催化剂往往是纳米颗粒或者薄膜材料，纳米颗粒比表面积大，但是回收过程复杂；薄膜材料易制备、易回收但是比表面积相对较小。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种基于光催化处理污水的发电、产氢装置，低成本、易制造、大光照面积、可长时间持续处理污水，增大光催化剂表面积并且易于回收光催化剂，有效解决了污水处理问题。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种基于光催化处理污水的发电、产氢装置，包括透明筒、顶盖、底盖、光电阴极和导电片；

所述透明筒的上端密封连接有顶盖，透明筒的下端密封连接有底盖，顶盖上设置有进污水口、氢气排出口，底盖上设置有排污水口，透明筒用于盛装污水；

所述透明筒的内壁自内向外依次附着有透明导电涂层和二氧化钛纳米管阵列，光电阴极固定在底盖中，光电阴极的下端固定有导电片，导电片、透明导电涂层与污水形成回路。

优选的，所述的顶盖中还设置有导线出口，第一导线的一端连接在透明导电涂层的上端，第二导线的一端连接在导电片的下端，第一导线的另一端通过导线出口与第二导线的另一端连接，导线出口与第一导线密封设置。

进一步，所述的第一导线焊接在透明导电涂层的上端，第二导线的一端焊接在导电片的下端。

再进一步，所述第一导线的另一端与蓄电池的负极连接，第二导线的另一端与蓄电池的正极连接。

优选的，所述的底盖中还设置有电极固定孔，导电片密封插接在电极固定孔中，光电阴极固定在电极固定孔中。

优选的，所述的光电阴极固定在底盖的中心。

优选的，所述的光电阴极包括铂碳电极、氧化亚铜电极、阿尔法-氧化铁电极或还原石墨烯电极。

优选的，所述的进污水口密封连接有进污水管道，排污水口密封连接有排污水管道，氢气排出口密封连接有排氢气管道。

优选的，进污水管道之间填充有密封胶，排污水口与排污水管道之间填充有密封胶，氢气排出口与排氢气管道之间填充有密封胶；

所述透明筒的上端与顶盖之间填充有密封胶，透明筒的下端与底盖之间填充有密封胶。

优选的，所述的透明筒由石英玻璃制成。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：