A photocatalytic wastewater power generation method using carbonate radical as photocatalyst, using organic wastewater and bicarbonate as electrolyte, bismuth vanadate conductive glass-based nano-film as photocathode and gold-modified polycrystalline silicon cell sheet as photocathode, under the condition of simulated light source irradiating photocathode and photocathode, photogenerated electrons and photogenerated holes, photogenerated holes on the surface of photocathode oxygen The bicarbonate ion produces percarbonate, which is then converted into carbonate radical. Photogenerated electrons reduce oxygen to hydrogen peroxide on the photocathode surface, and then produce hydroxyl radical. The hydroxyl radical and bicarbonate radical are quenched to produce carbonate radical. The above-mentioned carbonate radical reacts with the oxidation of organic pollutants in the battery system, thus realizing wastewater combustion. Material batteries are highly efficient for sewage purification and external power generation. The invention can significantly improve the performance of the fuel cell system for degrading organic pollutants and simultaneously producing capacity.
【技术实现步骤摘要】
碳酸根自由基光催化废水发电方法
本专利技术涉及的是一种燃料电池领域的技术,具体是一种碳酸根自由基光催化废水发电方法。
技术介绍
光催化废水燃料电池,作为一种利用光催化产的强氧化能力的自由基氧化废水中的有机污染物的废水处理装置,在处理有机废水的同时能够回收有机物蕴含的大量化学能,受到越来越多的研究者的关注。而现有的光催化废水燃料电池主要依赖羟基自由基来降解有机污染物,其极易被淬灭且自身的复合速率也较快,这限制了羟基自由基在反应体系中的活性浓度,影响了光催化废水燃料电池效率的进一步提高。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足,提出一种碳酸根自由基光催化废水发电方法,能够显著提升燃料电池系统降解有机污染物并同时产能的性能。本专利技术是通过以下技术方案实现的:本专利技术涉及一种碳酸根自由基光催化废水发电方法,采用含有有机废水和碳酸氢根的溶液作为电解液、钒酸铋的导电玻璃基纳米薄膜作为光阳极、金修饰的多晶硅电池片作为光阴极,在模拟光源照射光阳极和光阴极的情况下产生光生电子和光生空穴,光生空穴在光阳极表面氧化碳酸氢根离子产生过碳酸氢根,然后转化为碳酸根自由基,光生电子在光阴极表面还原氧气生成双氧水,并进而产生羟基自由基,羟基自由基与碳酸氢根发生淬灭反应产生碳酸根自由基;上述碳酸根自由基在电池体系与废水的有机污染物发生氧化还原反应,反应过程转移的电荷,最终通过阴阳极转移,由此实现废水燃料电池高效的污水净化和对外产电。所述的有机废水的pH为6.2-9.4。所述的模拟光源的光照强度优选为AM1.5(100mW/cm2)。所述的电解液中碳酸氢根的浓度为0.05M-0. ...
【技术保护点】
1.一种碳酸根自由基光催化废水发电方法,其特征在于,采用含有有机废水和碳酸氢根的溶液作为电解液、钒酸铋的导电玻璃基纳米薄膜作为光阳极、金修饰的多晶硅电池片作为光阴极,在模拟光源照射光阳极和光阴极的情况下产生光生电子和光生空穴,光生空穴在光阳极表面氧化碳酸氢根离子产生过碳酸氢根,然后转化为碳酸根自由基,光生电子在光阴极表面还原氧气生成双氧水,并进而产生羟基自由基,羟基自由基与碳酸氢根发生淬灭反应产生碳酸根自由基;碳酸根自由基在电池体系与废水的有机污染物发生氧化还原反应,反应过程转移的电荷,最终通过阴阳极转移,由此实现废水燃料电池高效的污水净化和对外产电。
【技术特征摘要】
1.一种碳酸根自由基光催化废水发电方法,其特征在于,采用含有有机废水和碳酸氢根的溶液作为电解液、钒酸铋的导电玻璃基纳米薄膜作为光阳极、金修饰的多晶硅电池片作为光阴极,在模拟光源照射光阳极和光阴极的情况下产生光生电子和光生空穴,光生空穴在光阳极表面氧化碳酸氢根离子产生过碳酸氢根,然后转化为碳酸根自由基,光生电子在光阴极表面还原氧气生成双氧水,并进而产生羟基自由基,羟基自由基与碳酸氢根发生淬灭反应产生碳酸根自由基;碳酸根自由基在电池体系与废水的有机污染物发生氧化还原反应,反应过程转移的电荷,最终通过阴阳极转移,由此实现废水燃料电池高效的污水净化和对外产电。2.根据权利要求1所述的方法,其特征是,所述的钒酸铋的导电玻璃基纳米薄膜,通过向碘化钾溶液中加入硝酸铋后与对苯醌的乙醇溶液混合,以Ag/AgCl电极为参比电极、铂为对电极、FTO为工作电极通过电解得到BiOI薄膜,再通过向BiOI薄膜上滴加乙酰丙酮氧钒DMSO溶液并煅烧后得到。3.根据权利要求1所述的方法,其特征是,所述的金修饰的多晶硅电池片,通过将硅电池片作为工作电极,置于氯金酸和硫酸钾的混合溶液中施加电压并光照沉积后得到。...
【专利技术属性】
技术研发人员:周保学,夏丽刚,白晶,李金花,陈飞杨,周廷生,王嘉琛,周昌辉,梅晓杰,方菲,周梦暘,
申请(专利权)人:上海交通大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。