一种新能源太阳能微动力水质洁净系统技术方案

本发明专利技术涉及一种新能源太阳能微动力水质洁净系统。使用太阳能和水流能量双重供电，当有太阳时，可以利用太阳能驱动紫外灯实现光催化同时使得浮漂主体在水中巡弋；当没有光照的时候，微动力螺旋桨在水流驱动下还可以驱动紫外灯发光，从而实现昼夜不停的分解有机物；另一方面设置了阻拦索可以放置浮漂主体离开限定的位置，另一方面还可以在夜里限制浮漂主体移动，进一步的保证水流的冲击驱动发电的效果。提供了一种光催化涂层的制备方法，制备的效果稳定，成本低，且可以长期使用，不容易被外界影响。界影响。界影响。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源太阳能微动力水质洁净系统


[0001]本专利技术涉及水污染治理领域，尤其涉及一种新能源太阳能微动力水质洁净系统。

技术介绍

[0002]水体中除含有无机污染物外，更含有大量的有机污染物，它们以毒性和使水中溶解氧减少的形式对生态系统产生影响，危害人体健康。特定有机污染物是指那些毒性大、积累性强、难降解、被列为优先污染物的有机化合物，其品种多、含量低。
[0003]光催化处理有机污染物的技术由于其价廉，无毒，节能，高效的优势逐渐成为各界人士研究的重点，光催化的研发也一跃成为当前国际热门研究领域之一。
[0004]然而目前的光催化一般都需要外界供电，将光催化涂层固定设置在河堤或者水流经之处，如此设置一方面和水的接触范围是固定的，处理效果受限，另一方面光催化需要外接供应紫外光的情况下还需要耗费大量的能源。

技术实现思路

[0005]针对上述内容，为解决上述问题，提供一种新能源太阳能微动力水质洁净系统，包括阻拦索、浮漂主体、太阳能发电板、电力控制系统、微动力螺旋桨、清洁舱、紫外灯和光催化管；
[0006]太阳能发电板、电力控制系统、微动力螺旋桨和清洁舱都设置在浮漂主体上，紫外灯和光催化管设置在清洁舱内；
[0007]太阳能发电板连接电力控制系统，太阳能发电板被阳光辐照时能够为微动力螺旋桨和紫外灯供电；
[0008]微动力螺旋桨连接电力控制系统，当微动力螺旋桨受水流推动而转动时能够为紫外灯供电；
[0009]阻拦索设置在水中，用于拦截浮漂主体，防止浮漂主体离开限定的区域；
[0010]浮漂主体呈船形，微动力螺旋桨和清洁舱的位置关系为，微动力螺旋桨的轴与浮漂主体的轴线平行，当水沿着浮漂主体的轴线流动时，微动力螺旋桨位于清洁舱的上游或者微动力螺旋桨位于清洁舱的下游；
[0011]清洁舱内设置有紫外灯和光催化管，光催化管表面涂覆有光催化纳米涂层；光催化纳米涂层在紫外灯的光照下催化分解水中有机污染物。
[0012]白天，太阳能发电板被阳光辐照为微动力螺旋桨和紫外灯供电，微动力螺旋桨推动浮漂主体在水中移动，紫外灯辐照光催化管，光催化纳米涂层在紫外灯的光照下催化分解水中有机污染物；
[0013]夜间，浮漂主体被阻拦索阻拦不能随水流移动，微动力螺旋桨在水流的冲击下旋转发电从而为紫外灯供电，紫外灯辐照光催化管，光催化纳米涂层在紫外灯的光照下催化分解水中有机污染物。
[0014]紫外灯和光催化管的直径相同，交错分布，使得任意一个光催化管至少有一个距
离其最近的紫外灯对其进行辐照；任意一个光催化管至多有两个距离其最近的紫外灯对其进行辐照。
[0015]浮漂主体的形状被设置为当太阳能发电板不发电的情况下浮漂主体受到水流冲击后，水流推动微动力螺旋桨旋转，微动力螺旋桨位于清洁舱的上游；
[0016]使得水流先经过微动力螺旋桨再穿过清洁舱被光催化处理。
[0017]一种用于新能源太阳能微动力水质洁净系统的光催化涂层的制作方法，包括如下步骤:
[0018]步骤1，准备二氧化钛粉末、粘结剂、飞秒激光器、喷涂机；
[0019]步骤2，将二氧化钛粉末与粘结剂混合，混合后压片，制作成直径20mm，厚度3
‑
5mm的圆片；
[0020]步骤3，在光催化管待喷涂的位置先喷涂一层粘结剂，在粘结剂未干时，立即使用飞秒激光烧蚀步骤2中制作的圆片，并将溅射的等离子体对准待喷涂位置，不断移动待喷涂的光催化管，使得光催化管表面附着一层二氧化钛纳米颗粒；
[0021]步骤4，使用喷涂机在步骤3中得到的光催化管表面再喷涂一层100
‑
200nm厚的粘结剂；
[0022]步骤5，将步骤4得到的光催化管置于飞秒激光辐照位置下，利用飞秒激光离焦辐照，将步骤4喷涂的粘结剂去除一半厚度，漏出二氧化钛纳米颗粒；进而得到光催化纳米涂层；
[0023]粘结剂为聚乙二醇、羟乙基纤维素、乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟甲基纤维素中的一种或多种。
[0024]步骤3中的飞秒激光的烧蚀参数为：光斑0.5
‑
1mm2，功率100
‑
200W，脉冲频率500
‑
3000Hz，单个位置烧蚀时间5
‑
10s；
[0025]步骤5中的飞秒激光的辐照参数为：光斑5
‑
10mm2，功率300
‑
400W，脉冲频率500
‑
3000Hz，单个位置辐照时间30
‑
60s。
[0026]或者在步骤3中还具有溅射金纳米颗粒的步骤，即步骤3为：
[0027]在光催化管待喷涂的位置先喷涂一层粘结剂，在粘结剂未干时，立即使用飞秒激光烧蚀金靶材，并将溅射的等离子体对准待喷涂位置，不断移动待喷涂的光催化管，使得光催化管表面附着一层金纳米颗粒，烧蚀参数为：光斑0.5
‑
1mm2，功率100
‑
200W，脉冲频率500
‑
3000Hz，单个位置烧蚀时间10
‑
20s；
[0028]之后烧蚀步骤2中制作的圆片，并将溅射的等离子体对准待喷涂位置，不断移动待喷涂的光催化管，使得光催化管表面附着一层二氧化钛纳米颗粒，烧蚀参数为：光斑0.5
‑
1mm2，功率100
‑
200W，脉冲频率500
‑
3000Hz，单个位置烧蚀时间5
‑
10s。
[0029]或者在步骤3中还具有溅射银纳米颗粒的步骤，即步骤3为：
[0030]在光催化管待喷涂的位置先喷涂一层粘结剂，在粘结剂未干时，立即使用飞秒激光烧蚀银靶材，并将溅射的等离子体对准待喷涂位置，不断移动待喷涂的光催化管，使得光催化管表面附着一层银纳米颗粒，烧蚀参数为：光斑0.5
‑
1mm2，功率50
‑
100W，脉冲频率500
‑
3000Hz，单个位置烧蚀时间3
‑
5s；
[0031]之后烧蚀步骤2中制作的圆片，并将溅射的等离子体对准待喷涂位置，不断移动待喷涂的光催化管，使得光催化管表面附着一层二氧化钛纳米颗粒，烧蚀参数为：光斑0.5
‑
1mm2，功率100
‑
200W，脉冲频率500
‑
3000Hz，单个位置烧蚀时间5
‑
10s。
[0032]本专利技术的有益效果为：
[0033]本专利技术使用太阳能和水流能量双重供电，当有太阳时，可以利用太阳能驱动紫外灯实现光催化同时使得浮漂主体在水中巡弋；当没有光照的时候，微动力螺旋桨在水流驱动下还可以驱动紫外灯发光，从而实现昼夜不停的分解有机物；
[0034]另一方面设置了阻拦索可以放置浮漂主体离开限定的位置，另一方面还可以在夜里限制浮漂主体移动，进一步的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源太阳能微动力水质洁净系统，包括阻拦索、浮漂主体(1)、太阳能发电板(2)、电力控制系统、微动力螺旋桨(3)、清洁舱(4)、紫外灯(5)和光催化管(6)；其特征在于：太阳能发电板(2)、电力控制系统、微动力螺旋桨(3)和清洁舱(4)都设置在浮漂主体(1)上，紫外灯(5)和光催化管(6)设置在清洁舱(4)内；太阳能发电板(2)连接电力控制系统，太阳能发电板(2)被阳光辐照时能够为微动力螺旋桨(3)和紫外灯(5)供电；微动力螺旋桨(3)连接电力控制系统，当微动力螺旋桨(3)受水流推动而转动时能够为紫外灯(5)供电；阻拦索设置在水中，用于拦截浮漂主体(1)，防止浮漂主体(1)离开限定的区域；浮漂主体(1)呈船形，微动力螺旋桨(3)和清洁舱(4)的位置关系为，微动力螺旋桨(3)的轴与浮漂主体(1)的轴线平行，当水沿着浮漂主体(1)的轴线流动时，微动力螺旋桨(3)位于清洁舱(4)的上游或者微动力螺旋桨(3)位于清洁舱(4)的下游；清洁舱(4)内设置有紫外灯(5)和光催化管(6)，光催化管(6)表面涂覆有光催化纳米涂层；光催化纳米涂层在紫外灯(5)的光照下催化分解水中有机污染物。2.根据权利要求1所述的新能源太阳能微动力水质洁净系统，其特征在于：白天，太阳能发电板(2)被阳光辐照为微动力螺旋桨(3)和紫外灯(5)供电，微动力螺旋桨(3)推动浮漂主体(1)在水中移动，紫外灯(5)辐照光催化管(6)，光催化纳米涂层在紫外灯(5)的光照下催化分解水中有机污染物；夜间，浮漂主体(1)被阻拦索阻拦不能随水流移动，微动力螺旋桨(3)在水流的冲击下旋转发电从而为紫外灯(5)供电，紫外灯(5)辐照光催化管(6)，光催化纳米涂层在紫外灯(5)的光照下催化分解水中有机污染物。3.根据权利要求1所述的新能源太阳能微动力水质洁净系统，其特征在于：紫外灯(5)和光催化管(6)的直径相同，交错分布，使得任意一个光催化管(6)至少有一个距离其最近的紫外灯(5)对其进行辐照；任意一个光催化管(6)至多有两个距离其最近的紫外灯(5)对其进行辐照。4.根据权利要求1所述的新能源太阳能微动力水质洁净系统，其特征在于：浮漂主体(1)的形状被设置为当太阳能发电板(2)不发电的情况下浮漂主体(1)受到水流冲击后，水流推动微动力螺旋桨(3)旋转，微动力螺旋桨(3)位于清洁舱(4)的上游；使得水流先经过微动力螺旋桨(3)再穿过清洁舱(4)被光催化处理。5.一种用于权利要求1
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4任一项所述的新能源太阳能微动力水质洁净系统的光催化涂层的制作方法，其特征在于包括如下步骤:步骤1，准备二氧化钛粉末、粘结剂、飞秒激光器、喷涂机；步骤2，将二氧化钛粉末与粘结剂混合，混合后压片，制作成直径20mm，厚度3
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5mm的圆片；步骤3，在光催化管(6)待喷涂的位置先喷涂一层粘结剂，在粘结剂未干时，立即使用飞秒激光烧蚀步骤2中制作的圆片，并将溅射的等离子体对准待喷涂位置，不断移动待喷涂的光催化管(6)，使得光催化管(6)表面附着一层二氧化钛纳米颗粒；步骤4，使用喷涂机在步骤3中得到的光催化管(6)表面再喷涂一层100
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【专利技术属性】
技术研发人员：李帅，
申请(专利权)人：北京化典科技有限公司，
类型：发明
国别省市：