【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水处理，尤其涉及一种光电催化协同去除铜绿微囊藻的装置及方法。
技术介绍
1、随着城市化的发展，越来越多的n、p和碳源进入到水体和大气中，引发水体富营养化和全球气候变暖现象，其产生的最主要负面影响是蓝藻水华在全球范围内的频繁暴发。众所周知，habs不仅会破坏水生态系统的多样性，导致水体各类动植物死亡，由habs衍生出来的一系列污染物，如藻毒素、嗅味物质及消毒副产物等还会严重地威胁到人类健康。因此，habs地治理显得刻不容缓。
2、迄今为止，已有一些方法用于控制实际水体蓝藻水华暴发，主要包括物理法，化学法和生物法。这些方法在实际应用中都存在一定地局限性，如物理法的治标不治本的问题，化学法的二次污染问题，以及生物法见效缓慢的问题，以及这些方法都面临实际应用成本高的问题。因此，亟需寻求一种高效、经济、安全可行的除藻方法。
3、近年来，光催化技术因其绿色环保、运行稳定及成本低的优点，逐渐被应用于处理各种环境问题。然而，传统的光催化由于光生电子空穴极易复合导致去除效率不理想以及粉末催化剂难回收及潜在的二次污染问题而难以实际应用。为此，本专利技术引入电催化体系，通过光电催化协同来实现高效除藻的同时还解决了粉体催化剂的难回收问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种光电催化协同去除铜绿微囊藻装置及方法，该装置可重复使用，且能够实现铜绿微囊藻的快速去除。
2、为达到上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：
3、提供一种光
4、进一地，光电极包括导电基底和设置在所述导电基底上催化剂材料层。
5、进一地，导电基底为石墨毡，催化剂材料层为ag3po4/znwo4复合粉末纳米材料。
6、进一地，电源为直流稳压电源，电源的正偏压范围为1v-3v。
7、进一地，光源为氙灯，对电极为pt电极。
8、进一地，光源容器装置为密封玻璃管；进水口设置在电解槽上端，出水口设置在电解槽的下端，出水口上还设置有开关阀。
9、用于光电催化协同去除铜绿微囊藻装置的去除方法，包括有如下步骤：
10、s1：制备光阳极的催化剂材料层和导电基底，将制备好的光阳极、对电极之间串联电源，使光阳极、对电极和电源之间形成电流回路，并将制备好的光阳极与对电极放置于电解槽中；将光源安装在光源容器装置中，并将光源容器装置安装在电解槽中；
11、s2：关闭开关阀，通过进水口向电解槽中添加藻液，并在藻液中添加0.5mol/l的na2so4溶液；
12、s3：启动光源对电解槽中的光阳极进行照射；并调节过电源对光阳极施加正偏压；光源、光阳极和对电极进行光电催化协同去除铜绿微囊藻作业；
13、s4：光电催化协同去除铜绿微囊藻时，每次持续运行3个小时，去除铜绿微囊藻作业完成后，打开开关阀进行排水，排水完成后关闭开关阀；
14、s5：再次进行去除作业时，通过进水口继续向电解槽添加新的待处理藻液，重复步骤s2-s4，再次进行光电催化协同除藻试验作业即可。
15、光阳极的催化剂材料层的具体制备步骤如下：
16、s111：称量2g的na2wo4·2h2o和1.8g的zn(no3)2·6h2o分别溶于30ml的去离子水中得到a液体和b液体；
17、s112：先将b液体缓慢地加入到a液体中，得到乳白色混合液，再向乳白色混合液内添加1mol/l的naoh溶液，再将乳白色混合液的ph调至9，然后再磁力搅拌30min后倒入到100ml水热反应釜中，并在180℃下反应24h，得到溶液；最后采用去离子水和无水乙醇对znwo4溶液进行清洗，经烘干、研磨后得到znwo4粉末纳米材料；
18、s113：先将0.3gznwo4粉末纳米材料利用超声分散在40ml去离子水中，得到znwo4溶液，再在黑暗条件下将一定量的agno3粉末加入到znwo4溶液中并持续搅拌30min得到混合溶液，随后将一定量的na2hpo4·12h2o溶液逐滴加入到混合溶液中，并在黑暗中搅拌过夜；最后采用去离子水和无水乙醇对前述所得混合溶液进行清洗，经烘干研磨后得到ag3po4/znwo4复合粉末纳米材料。
19、光阳极的导电基底的制备方法步骤如下：
20、s121：将石墨毡裁成2×2cm大小，分别置于丙酮、乙醇、去离子水中超声处理30min后，烘干得到空白石墨毡；
21、s121：称取10mg的ag3po4/znwo4复合粉末纳米材料于5ml离心管中，加入1.5ml的无水乙醇溶液和70μl的聚四氟乙烯溶液，用涡旋振荡器震匀后，于超声装置中超声处理30min；
22、s123：采用移液枪将步骤s122中得到的溶液滴到石墨毡中，并用药勺铺平压实，后置于烘箱中干燥；
23、s124：最后采用电极夹将负载有材料的石墨毡固定得到ag3po4/znwo4@gf电极。
24、本专利技术的有益效果为：
25、本专利技术在外加偏置电压下，ag3po4/znwo4@gf光阳极的cb带的电子通过外部电路被输送到阴极，从而高效地抑制了ag3po4/znwo4@gf光阳极内部的电子和空穴的复合；ag3po4/znwo4@gf光阳极在可见光下以及外加偏压下，可以源源不断产生·o2-和·oh活性自由基，产生的这些活性自由基会逐渐包裹在藻细胞的外层，对其进行氧化攻击，从而使藻细胞裂解死亡。
26、本专利技术通过设置若干实验对照组，对比电催化、光催化和光电催化在180min内的除藻效率，经实验计算发现光电催化体系存在显著的协同除藻效应。
27、本专利技术的ag3po4/znwo4@gf光阳极在经过540min的3次重复实验后，其藻细胞的去除结果具有良好的稳定性。在可见光照射和1v的偏压驱动下，ag3po4/znwo4@gf对藻细胞的光电催化去除率仍然接近90％，说明本专利技术的ag3po4/znwo4@gf光阳极具有良好的稳定性。
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1.一种光电催化协同去除铜绿微囊藻的装置，其特征在于，包括电解槽(1)和电源(5)，所述电解槽(1)上设置有进水口(9)和出水口(10)；
2.根据权利要求1所述的光电催化协同去除铜绿微囊藻的装置，其特征在于，所述光电极(2)包括导电基底和设置在所述导电基底上催化剂材料层。
3.根据权利要求2所述的光电催化协同去除铜绿微囊藻的装置，其特征在于，所述导电基底为石墨毡，所述催化剂材料层为Ag3PO4/ZnWO4复合粉末纳米材料。
4.根据权利要求1所述的光电催化协同去除铜绿微囊藻的装置，其特征在于，所述电源(5)为直流稳压电源，所述电源(5)的正偏压范围为1V-3V。
5.根据权利要求1所述的光电催化协同去除铜绿微囊藻的装置，其特征在于，所述光源(6)为氙灯，所述对电极(3)为Pt电极，所述光源容器装置(7)为密封玻璃管。
6.根据权利要求1所述的光电催化协同去除铜绿微囊藻的装置，其特征在于，所述进水口(9)设置在电解槽(1)上端，所述出水口(10)设置在所述电解槽(1)下端，所述出水口(10)上还设置有开关阀(8)。>
7.一种权利要求1-6任一项所述的光电催化协同去除铜绿微囊藻装置的去除方法，其特征在于，包括有如下步骤：
8.根据权利要求7所述的光电催化协同去除铜绿微囊藻的装置及方法，其特征在于，所述光阳极(2)的催化剂材料层的具体制备步骤如下：
9.根据权利要求7所述的光电催化协同去除铜绿微囊藻的装置及方法，其特征在于，所述光阳极(2)的导电基底的制备方法步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种光电催化协同去除铜绿微囊藻的装置，其特征在于，包括电解槽(1)和电源(5)，所述电解槽(1)上设置有进水口(9)和出水口(10)；
2.根据权利要求1所述的光电催化协同去除铜绿微囊藻的装置，其特征在于，所述光电极(2)包括导电基底和设置在所述导电基底上催化剂材料层。
3.根据权利要求2所述的光电催化协同去除铜绿微囊藻的装置，其特征在于，所述导电基底为石墨毡，所述催化剂材料层为ag3po4/znwo4复合粉末纳米材料。
4.根据权利要求1所述的光电催化协同去除铜绿微囊藻的装置，其特征在于，所述电源(5)为直流稳压电源，所述电源(5)的正偏压范围为1v-3v。
5.根据权利要求1所述的光电催化协同去除铜绿微囊藻的装置，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：范功端，蔡晨健，罗静，徐开钦，胡恺葳，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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