可见光响应型光催化废水燃料电池及其制备方法和应用

摘要

一种可见光响应型光催化废水燃料电池，包括铂修饰硅电池片光阴极、WO3/W纳米孔阵列光阳极、有机废水、可见光光源、电解质溶液、石英反应池和空气通气口，光阳极和光阴极的材料均能够直接响应可见光照射并产生光生电荷，其分别插入含有机废水的0.05～0.4M的硫酸钠电解质溶液中，并通过外部电路连通，开启光源照射并在光阴极附近的空气通气口持续通入空气，光阴极的电子与空气中的氧气结合，有机污染物在光阳极附近被氧化，光阳极产生的光生电子通过外部电路传递至光阴极并与其光生空穴结合。本发明可应用于同时进行废水处理和电能回收，具有光吸收性能和有机物降解性能优良、效率高、稳定性好、寿命长和成本低的优点，拥有广阔的应用前景。

主权项

一种可见光响应型光催化废水燃料电池，包括光阳极、光阴极、有机废水、可见光光源、电解质溶液、石英反应池和空气通气口，其特征在于：所述的光阳极为可见光响应的WO3/W纳米孔阵列光阳极，所述的光阴极为可见光响应的铂修饰硅电池片光阴极，该光阳极和光阴极的材料均能够直接响应可见光照射并产生光生电荷，所述的光阳极和光阴极分别插入所述石英反应池内含有所述有机废水的0.05～0.4M的硫酸钠电解质溶液中，并通过外部电路连通；开启所述可见光光源照射所述光阳极和光阴极，并在位于该光阴极附近的空气通气口持续通入空气，则所述光阳极产生的光生空穴降解所述有机废水中的有机污染物，所述光阴极产生的光生电子与通入空气中的氧气相结合，所述光阳极产生的光生电子通过外部电路传递至所述光阴极并与该光阴极产生的光生空穴结合，由此形成回路，实现有机废水中有机污染物的降解和电能的发电。