一种利用太阳能降污产氢的生物电化学装置及方法

摘要

本发明公开了一种利用太阳能降污产氢的生物电化学装置，包括由离子交换膜阻隔的阳极室和阴极室，所述阳极室内配置阳极电极，阴极室内配置阴极电极，阳极电极与阴极电极之间通过外接导线相连，所述阴极室内盛装酸性导电溶液，阴极室顶部连接气体收集装置，所述阳极电极为光催化层与生物兼容层复合而成的复合电极。本发明通过光催化作用，形成电子驱动力，从而使得微生物降解污染物所产电子能够主动转移至酸性环境进行析氢反应，实现了降污产氢双效益。且本装置中的光催化材料与微生物及溶液通过生物相容层隔离，避免了溶液腐蚀等致命缺陷。本装置中电子供体来源为生活污水中的有机污染物，电子驱动通过太阳光照实现，因此无需其他能源投入。

主权项

一种利用太阳能降污产氢的生物电化学装置，包括由离子交换膜阻隔的阳极室和阴极室，所述阳极室内配置阳极电极，阴极室内配置阴极电极，阳极电极与阴极电极之间通过外接导线相连，其特征在于，所述阴极室内盛装酸性导电溶液，阴极室顶部连接气体收集装置，所述阳极电极为光催化层与生物兼容层复合而成的复合电极，所述生物兼容层表面覆盖产电菌生物膜；所述复合阳极由如下方法制备：(1)取石墨基底依次在蒸馏水、丙酮、乙醇、蒸馏水中分别超声洗净，晾干待用；(2)取光催化材料粉末，配置成质量浓度为5‑30％光催化水溶液，加入粘合剂，并超声混匀；(3)取石墨基底浸没在光催化材料水溶液中10‑120min，然后取出在蒸馏水中浸泡2‑5min，后取出室温晾干；(4)氮气环境下在500‑600℃下煅烧2‑10min取出冷却至室温；(5)经步骤(4)处理后的整块电极浸没在轻质石蜡中10～15min，然后用清洗剂去除多余石蜡即可。