染料敏化光催化燃料电池降解有机染料废水同时制氢的方法技术

技术编号:7833121 阅读:478 留言:0更新日期:2012-10-11 08:24
本发明专利技术公开了一种染料敏化PFC降解有机染料废水同时制氢的方法。有机染料废水通入到PFC光阳极室,有机染料在可见光照射和电催化的作用下被激发,将光阳极室的有机物矿化并将其最终降解为CO2、H2O等无害物质。降解过程中产生的电子在光阳极表面富集,而后电子通过外电路驱赶至阴极电极。另一方面光阳极产生的H+通过质子导体进入阴极溶液,从阴极接受电子产生氢气,实现有机染料废水的降解和制氢同时进行。本发明专利技术将PFC制氢技术与降解有机染料废水技术相结合,同时采用染料敏化的光阳极结构,实现了可见光下降解制氢,为将来PFC同步完成太阳能去污和太阳能制氢的实际应用提供了切实可行的依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能光催化制氢和有机染料废水处理的环境
,尤其涉及一种利用染料敏化光催化燃料电池(Photocatalytic Fuel Cell,PFC)降解有机染料废水且同时制氢的方法。
技术介绍
众所周知,能源和环境均是现在社会发展面临的关键问题,传统的石化燃料能源的使用在给人类带来文明和繁荣的同时,由此带来的染料废水污染也给人类的生存和环境带来巨大的灾难,且石化燃料也面临枯竭。能源稳定和安全是经济崛起的重要保障,因此寻找一种持久有效的清洁能源,实现能源和环境的可持续发展是现在社会发展的战略需要。氢能作为一种高效、清洁、可持续的“无碳”能源,能量密度是普通汽油的三倍,燃烧产物是 水,具有可储存、可运输、无污染等优点,一直被公认为21世纪的绿色能源和战略能源,被誉为“未来的石油”。而利用太阳能转换制氢和降解有机染料废水更是现在新能源和环境领域研究的热点。但利用太阳能制氢存在着产氢效率低和氢氧分离难的问题,光催化降解有机染料废水也同样存在着太阳能利用效率低等问题。本课题组于2009年05月21日申请了名称为“一种光催化燃料电池分解水直接分离制氢的方法”(专利号为ZL2009本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种染料敏化PFC降解有机染料废水同时制氢的方法,其特征在于包括以下步骤 (1)组装染料敏化PFC:所述PFC包括有机染料废水进出管道、PFC光阳极室、PFC阴极室、PFC电极、氢气收集装置和光源系统各部分,所述PFC电极由光阳极、阴极及质子膜组成,所述光阳极为多孔半导体光阳极材料,光阳极和阴极通过外电路连接,有机染料废水的进出口安装于光阳极室,氢气收集装置连通PFC阴极室; (2)有机染料废水通入光阳极室,在光源照射下废水中的有机物在有机染料和光阳极作用下被光电催化完全氧化降解反应,有机染料废水在被氧化过程中产生的H质子则通过质子膜传递至阴极,在阴极催化剂的作用下与外电路传递过来的电子复合生成H2 ; (3)降解完毕的有机染料废水从废水出口排出,重新注入新鲜有机染料废水。2...

【专利技术属性】
技术研发人员:李新军常萌蕾习敏吴梁鹏
申请(专利权)人:中国科学院广州能源研究所
类型:发明
国别省市:

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