海南大學張丙青獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉海南大學申請的專利一種光驅動有機污染物降解并同時釋放電能的雙光電極光電化學電池獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN117247097B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-08發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202311188753.5,技術領域涉及:C02F1/461;該發明授權一種光驅動有機污染物降解并同時釋放電能的雙光電極光電化學電池是由張丙青;尤佳;劉佳慧;胡東杭設計研發完成,并于2023-09-13向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種光驅動有機污染物降解并同時釋放電能的雙光電極光電化學電池在說明書摘要公布了:本發明公開了一種光驅動有機污染物降解并同時釋放電能的雙光電極光電化學電池,屬于太陽能光電轉化及環境污染物治理技術領域。光電化學電池結構包括TiO2ZnO光陽極、CuOxpTTh光陰極、含有機污染物的電解質溶液。電池在光照條件下,光陽極和光陰極被激發產生活性電子和空穴,通過空穴直接氧化有機污染物或電子空穴驅動溶液反應產生含氧活性自由基間接氧化有機污染物,實現污染物的降解并同時釋放電能。該光電化學電池無貴金屬、無隔膜、無酶、只依靠太陽能驅動半導體催化劑即可同時實現污染物的降解并釋放電能,具有廉價、綠色、安全、易大規模化實施的顯著優勢。
本發明授權一種光驅動有機污染物降解并同時釋放電能的雙光電極光電化學電池在權利要求書中公布了:1.一種光驅動雙光電極光電化學電池降解有機污染物的同時釋放電能的方法,其特征在于,以TiO2ZnO為光陽極、CuOxpTTh為光陰極,將TiO2ZnO光陽極、CuOxpTTh光陰極置于含有機污染物的電解質溶液中,外電路通過導線與用電器件連接構成閉合回路,在光照條件下,降解有機污染物及生產綠電; 所述的有機污染物包括染料污染物、農藥污染物或制藥污染物中任一種或多種; 所述TiO2ZnO光陽極包括導電基底上合成的TiO2納米棒薄膜及沉積在TiO2納米棒薄膜上的ZnO薄膜,所述TiO2納米棒薄膜為以陣列方式垂直排布在導電基底上的TiO2納米棒,所述ZnO薄膜由致密的ZnO納米顆粒組成; 所述CuOxpTTh光陰極包括在導電基底上沉積的CuOx薄膜及沉積在CuOx薄膜上的花狀pTTh薄膜,所述CuOx薄膜由致密的CuOx納米顆粒組成,所述pTTh薄膜由三維pTTh花組成; 所述TiO2ZnO光陽極的制備方法包括如下步驟: 1)將鈦酸四丁酯和濃度為4~8molL的鹽酸按體積比為1%~10%混合,將得到的混合溶液轉移到放置有導電基底的高壓釜中,加熱,所述加熱的溫度為160~180℃,時間為80~100min,反應后退火,所述退火的溫度為300~600℃,時間為1~10h,得到TiO2納米棒薄膜; 2)以1~25mmolL二水合醋酸鋅和1~25mmolL六水合硝酸鋅的水溶液作為電解液,以TiO2納米棒薄膜作為工作電極,以鉑片作為對電極,以飽和甘汞作為參比電極,進行ZnO薄膜的電化學沉積,所述電化學沉積的電壓為-1.5~-1V,時間為150~350s,再退火,所述退火的溫度為400~500℃,時間為1~5h,得到TiO2ZnO光陽極; 所述CuOxpTTh光陰極的制備方法包括如下步驟: 3)以導電基底、鉑片和飽和甘汞分別作為工作電極、對電極和參比電極,在0.1~0.2molL硝酸銅和1.8~2.5molL乳酸組成的電解液中進行脈沖電沉積,所述脈沖電沉積先于-60~-30mAcm-2沉積1~5s,再在零電流下持續5~15s,脈沖過程循環10~100次,得到CuOx薄膜; 4)以CuOx薄膜作為工作電極,以鉑片作為對電極,以飽和甘汞電極作為參比電極,以10~50mmolL三噻吩和0.05~0.5molLLiClO4的乙腈溶液作為電解液,通過循環伏安電化學沉積法在CuOx薄膜沉積,所述循環伏安電化學沉積的電壓為0~1.2V,掃描速率為10~100mVs-1,循環圈數為5~50,得到CuOxpTTh光陰極。
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