[发明专利]一种环保智能建筑装置

权利要求书

1.一种环保智能建筑装置，包括建筑墙体、固定在所述建筑墙体顶部的楼板，所述楼板的顶部设置有太阳能电池阵列，所述太阳能电池阵列包括多个支撑架、固定在所述支撑架顶部的光伏板；

所述楼板的底部固定有吊灯，所述建筑墙体的内壁固定有电源箱，所述电源箱内固定有电源模块，所述太阳能电池阵列与所述电源模块电性连接，所述电源箱的外壁固定有开关按钮，所述电源模块、开关按钮、吊灯串联连接；其特征在于：所述楼板的底部固定有烟雾传感器、抽风机和除尘盒，所述电源箱内固定有用于接收和发送信号的控制器，所述控制器分别与所述烟雾传感器、抽风机电性连接，所述电源模块分别对控制器、抽风机供电，所述抽风机的出口通过管体与所述除尘盒的左端连接，所述除尘盒的右端固定有延伸至所述建筑墙体外的管道，所述除尘盒内填充有活性炭；所述除尘盒内从左往右依次固定有左挡板和右挡板，所述左挡板的顶部固定在所述除尘盒的顶部，底部与所述除尘盒的底端形成下气体通道，所述左挡板的底部固定在所述除尘盒的底部，顶部与所述除尘盒的顶端形成上气体通道；

所述光伏板基于染料敏化太阳能电池，包括光阳极、对电极和电解液，其中光阳极和对电极相对设置，中间夹有液态电解液；所述光阳极包括FTO基底，在FTO基底表面设有TiO₂复合薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种环保智能建筑装置，其特征在于，所述抽风机的进口连接有喇叭状进口。

3.根据权利要求1所述的一种环保智能建筑装置，其特征在于，所述吊灯包括固定在所述楼板底部的抽插吊杆、固定在所述抽插吊杆底部的吊灯本体，所述抽插吊杆包括固定在楼板底部的杆体、固定在所述吊灯本体顶部的套管，所述杆体的底端延伸至所述套管内，所述套管的外壁通过螺纹连接有一锁紧螺丝，所述锁紧螺丝的端头延伸至所述套管内腔中并与所述杆体的外壁紧密接触。

4.根据权利要求1所述的一种环保智能建筑装置，其特征在于，所述TiO₂复合薄膜中包括SrTiO₃/Zn₂SnO₄/TiO₂纳米片异质结构和TiO₂纳米颗粒；所述TiO₂复合薄膜是这样形成的：通过在FTO基底表面丝网印刷TiO₂复合浆料，从而形成所述TiO₂复合薄膜。

5.根据权利要求4所述的一种环保智能建筑装置，其特征在于，所述TiO₂复合薄膜的厚度为15-25μm。

6.根据权利要求4所述的一种环保智能建筑装置，其特征在于，TiO₂复合薄膜中，所述SrTiO₃/Zn₂SnO₄/TiO₂纳米片异质结构和TiO₂纳米颗粒的质量比例为7:3。

7.根据权利要求4所述的一种环保智能建筑装置，其特征在于，所述TiO₂纳米颗粒的粒径为50nm。

8.根据权利要求4所述的一种环保智能建筑装置，其特征在于，所述SrTiO₃/Zn₂SnO₄/TiO₂纳米片异质结构中，该TiO₂为纳米片，SrTiO₃、Zn₂SnO₄均为纳米颗粒；TiO₂纳米片边长为120nm，该SrTiO₃纳米颗粒粒径为10nm，该Zn₂SnO₄纳米颗粒粒径为1000nm；所述SrTiO₃/Zn₂SnO₄/TiO₂纳米片异质结构中，SrTiO₃、Zn₂SnO₄、TiO₂的摩尔比为3:1:7。

9.根据权利要求1所述的一种环保智能建筑装置，其特征在于，所述染料敏化太阳能电池的制备步骤：

步骤1，制备光阳极

a)制备Zn₂SnO₄

将0.4g的L-色氨酸溶解在30ml水中，使其置于65℃环境下，然后向上述溶液中加入0.21g的SnCl₄·4H₂O和0.263g的Zn(CH₃COO)₂·4H₂O，电磁搅拌30min，然后向混合液中加入5ml的1.45M的氢氧化钠水溶液，然后将混合液转移到聚四氟乙烯的反应釜中，在230℃下反应24h，自然冷却至室温，将沉淀物分离，依次用去离子水、无水乙醇各清洗三次，然后70℃干燥12h，得到沉淀即为Zn₂SnO₄；

b)制备SrTiO₃/Zn₂SnO₄/TiO₂

通过水热法制备TiO₂纳米片：在室温下，取10ml钛酸四丁酯，将其放入50ml的聚四氟乙烯反应釜中，然后，在搅拌情况下加入1.4ml的49wt.％氢氟酸溶液，在200℃下保温24h，得到白色沉淀，然后将其依次用超纯水和乙醇离心清洗，得到产物在70℃下干燥24h，得到所述TiO₂纳米片；

将氢氧化锶完全溶于超纯水中，配置成浓度为13mM、60ml的溶液，然后将其加入到反应釜中，按照摩尔比例，向反应釜中加入上述得到的TiO₂纳米片和Zn₂SnO₄，磁力搅拌50min后，再180℃保温20h，待反应完毕后自然冷却至室温，所得产物用0.1M的盐酸溶液和去离子水洗涤多次，然后干燥得到所述的SrTiO₃/Zn₂SnO₄/TiO₂纳米片异质结构；

c)制备光阳极

首先，将SrTiO₃/Zn₂SnO₄/TiO₂纳米片异质结构和TiO₂纳米颗粒配置成TiO₂复合浆料；光阳极基底为FTO基底，将其切割，清洗干净，然后配置0.04M的TiCl₄水溶液，将清洗干净的FTO基底放入TiCl₄水溶液中，在80℃下保持1h，取出，用去离子水反复冲洗，然后将FTO基底放入马弗炉中，在400℃退火1h；

采用丝网印刷法将TiO₂复合浆料涂覆在处理过的FTO基底上，达到所需厚度后，将旋涂好浆料的FTO基底在260℃干燥5h，然后在290℃煅烧40min、310℃煅烧15min、360℃煅烧50min、450℃煅烧30min、500℃煅烧20min；将煅烧后的FTO基底浸入到0.05mM染料N-719的乙腈和叔丁醇混合溶液中，乙腈和叔丁醇体积比为1:1，停留24h，取出后晾干，得到所述的光阳极；

步骤2，制备对电极

首先，将纳米二氧化钛粉体颗粒与蒸馏水混合，超声波处理1h，得到二氧化钛胶体，采用刮涂法将二氧化钛的纳米颗粒胶体涂覆在Ti金属片上制成厚度为25微米的二氧化钛薄膜，室温下干燥13h，将二氧化钛薄膜置于通有流动氨气的管式炉中，在温度为800℃下氨化1.4h，得到氮化钛纳米颗粒薄膜，即得到对电极；

步骤3，封装

将光阳极与对电极对置，在两电极之间注入电解液，共同组成一个三明治结构的电池，两电极之间进行封装，得到所述染料敏化太阳能电池；其中，电解液应用碘/碘三负离子电解液，首先称取100ml的乙腈溶液，向其中加入0.1M的碘化锂，0.1M单质碘，0.6M 4-叔丁基吡啶和0.6M的四丁基碘化铵，避光超声5min，使其充分溶解；然后称取5g的Ag纳米颗粒，将其加入混合溶液中，充分混合。