[发明专利]一种利用太阳能驱动的光电催化降解有机污染物耦合制氢的装置及工艺

权利要求书

1.一种利用太阳能驱动的光电催化降解有机污染物耦合制氢的装置，包括反应器、集氢装置和光源，其特征在于，还包括一太阳能电池，所述反应器内设有至少一个反应池，所述反应池内设有至少一对光催化电极对，所述光催化电极对通过所述太阳能电池供电，所述反应池底部设有磁力搅拌器，所述反应池内设有磁子。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还设有作为备用电源向阴极和阳极供电的蓄电池，该蓄电池通过太阳能控制器接入所述太阳能电池。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述光催化电极对的阳极均为可见光响应型光电极；所述光催化电极对的阴极均为产氢电极。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述阳极为BiVWO₄电极。

5.根据权利要求1～4任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述光催化电极对的阴极与阳极之间的距离为1～10cm。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的反应池设置为3～5个且相互连通，所有反应池内的光催化电极对依次串联。

7.一种利用太阳能驱动的光电催化降解有机污染物耦合制氢的工艺，其特征在于，包括：

将含有有机污染物的废水引入反应池中，反应池内的阳极为可见光响应型光电极，阴极均为产氢电极，通过太阳能电池为反应池内的电极提供电压；太阳光照射所述阳极，磁力搅拌所述反应池内的废水，收集产生的氢气。

8.根据权利要求7所述的工艺，其特征在于，所述阳极由BiVWO₄光催化材料制成。

9.根据权利要求8所述的工艺，其特征在于，所述BiVWO₄光催化材料由以下方法制备：

将FTO导电玻璃依次用无水乙醇和蒸馏水交替超声清洗，表面干燥后用电阻仪测定FTO导电玻璃的导电面，朝上作为基底待用；

分别将含Bi³⁺、V³⁺、W⁶⁺的前驱体溶液A缓慢逐滴滴至所述导电面上，在25到40℃下风干，得负载的电极片；

将负载的电极片在管式炉中450～500℃煅烧3～4小时，自然冷却至室温后即得。

10.、根据权利要求8所述的工艺，其特征在于，所述前驱体溶液A中的Bi³⁺、V³⁺、W⁶⁺的摩尔比为3～5∶4～6∶0.5～1.5。