[发明专利]利用全光谱太阳能进行光热协同制氢及废水处理系统

权利要求书

1.利用全光谱太阳能进行光热协同制氢及废水处理系统，包括光热反应器（2）和反应物供给池（6）；其特征在于：

所述光热反应器（2）由若干透明管（17）并列构成；所述透明管（17）内制备有光热催化剂阵列（13）；每根透明管（17）的入口均与反应物入口（9）连接，每根透明管（17）的出口均与生成物出口（10）连接，所述透明管（17）的内表面设置有太阳光选择吸收性涂层（14），在透明管（17）内设置有绝热层（15），绝热层（15）位于光热催化剂阵列（13）的下方；

反应物供给池（6）内的废水在反应物供给循环泵（8）的作用下持续向透明管（17）内供给，入射的太阳光（1）透过透明管（17）和太阳光选择吸收性涂层（14）被光热催化剂阵列（13）吸收，光热催化剂阵列（13）吸收太阳光后发生光催化反应，光催化反应产生光生电子空穴对，产生的电子和空穴分别迁移至光热催化剂阵列表面发生氧化还原反应;废水溶液中的氢离子得到光生电子生成氢气，废水溶液中的水或其它易被氧化的物质被光生空穴氧化，使废水中含有的有毒物质氧化成无毒的物质; 同时，光热催化剂阵列（13）将部分太阳光（1）转换为热能，在热能作用下发生热催化反应,提高反应溶液的温度，溶液温度升高后，能促进氢气析出，实现对水或反应物的吸附, 并发生脱氢反应，同时催化剂本身被氧化生成中间结构，中间结构进一步与废水溶液中的反应物反应还原恢复至原始状态,以完成新的热催化反应过程；反应之后的产物通过气液混合物循环泵（3）回到反应物供给池（6）中，气相产物和液相产物在反应物供给池（6）中被分离，气相产物通过管路（5）排出进入后续利用环节。

2.根据权利要求1所述的利用全光谱太阳能进行光热协同制氢及废水处理系统，其特征在于：所述废水为有机废水，或者加入了有机物成分作为稀释剂的废水，所述的稀释剂为醇类、酸类、胺类、糖类、纤维素或半纤维素、染料大分子或者亚硫酸盐。

3.根据权利要求1所述的利用全光谱太阳能进行光热协同制氢及废水处理系统，其特征在于：所述光热催化剂阵列（13）采用喷涂、悬滴、自然沉降或原位生长方式制备。

4.根据权利要求1所述的利用全光谱太阳能进行光热协同制氢及废水处理系统，其特征在于：所述光热催化剂阵列（13）采用喷涂、悬滴、自然沉降或原位生长方式附着于玻璃、塑料板、木板或金属板上。

5.根据权利要求1所述的利用全光谱太阳能进行光热协同制氢及废水处理系统，其特征在于：所述光热催化剂阵列（13）为多种催化剂混合，多种催化剂包括光催化剂、热催化剂和吸热催化剂。