一种产电与降解污染物的非光催化与光催化燃料电池系统

摘要

一种产电与降解污染物的非光催化与光催化燃料电池系统，属于废水处理与能源回收利用技术领域。其特征是在无需外加光照的条件下以及有外加光照的条件下，应用非光催化和光催化作用，阳极与电催化阴极耦合，处理有机废水、同时产生电能；无光照时，阳极催化剂与吸附在其表面的H₂O或OH^‑反应生成·OH，与氧气反应生成·O₂^‑，·OH与·O₂^‑为强氧化剂，降解水中的有机污染物；碳纤维布上负载TiO₂/g‑C₃N₄作阳极，原位生长铂纳米线作电催化阴极；阳极室加入NaOH,阴极室加入H₂SO₄时，提高RhB去除率和产电量。本发明的效果和益处是同一催化剂体系具有无光催化作用和光催化作用，构成燃料电池系统，在高效处理有机染料废水的同时实现电能输出，达到能源回收利用的目标，且无需光照。

主权项

一种产电与降解污染物的非光催化与光催化燃料电池系统，在无外加光照的条件下，阳极发生无光催化作用以及在光照条件下发生光催化作用，与电催化阴极组合，在无光或者有光条件下均可处理有机废水并产生电能，其特征在于，a)TiO₂/g‑C₃N₄催化剂通过溶胶凝胶方法负载于碳纤维布上作为阳极，碳纤维布上原位生长的铂纳米线作为电催化阴极，阳极与阴极相连接，分别置于两室内；b)阳极在无需光照条件下，负载于碳纤维布上的光催化剂与吸附在其表面的H₂O或OH^‑反应生成·OH，与氧气反应生成·O₂^‑，·OH与·O₂^‑为强氧化剂，氧化降解水中的有机污染物；无光时，连接阳极和阴极也产生电流、降解污染物；在有光照条件下，阳极光催化产生电子直接通过外电路传导至阴极，产生电能的同时减少空穴和电子对之间的复合。