海南大学张丙青获国家专利权
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龙图腾网获悉海南大学申请的专利一种光驱动有机污染物降解并同时释放电能的双光电极光电化学电池获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117247097B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311188753.5,技术领域涉及:C02F1/461;该发明授权一种光驱动有机污染物降解并同时释放电能的双光电极光电化学电池是由张丙青;尤佳;刘佳慧;胡东杭设计研发完成,并于2023-09-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种光驱动有机污染物降解并同时释放电能的双光电极光电化学电池在说明书摘要公布了:本发明公开了一种光驱动有机污染物降解并同时释放电能的双光电极光电化学电池,属于太阳能光电转化及环境污染物治理技术领域。光电化学电池结构包括TiO2ZnO光阳极、CuOxpTTh光阴极、含有机污染物的电解质溶液。电池在光照条件下,光阳极和光阴极被激发产生活性电子和空穴,通过空穴直接氧化有机污染物或电子空穴驱动溶液反应产生含氧活性自由基间接氧化有机污染物,实现污染物的降解并同时释放电能。该光电化学电池无贵金属、无隔膜、无酶、只依靠太阳能驱动半导体催化剂即可同时实现污染物的降解并释放电能,具有廉价、绿色、安全、易大规模化实施的显著优势。
本发明授权一种光驱动有机污染物降解并同时释放电能的双光电极光电化学电池在权利要求书中公布了:1.一种光驱动双光电极光电化学电池降解有机污染物的同时释放电能的方法,其特征在于,以TiO2ZnO为光阳极、CuOxpTTh为光阴极,将TiO2ZnO光阳极、CuOxpTTh光阴极置于含有机污染物的电解质溶液中,外电路通过导线与用电器件连接构成闭合回路,在光照条件下,降解有机污染物及生产绿电; 所述的有机污染物包括染料污染物、农药污染物或制药污染物中任一种或多种; 所述TiO2ZnO光阳极包括导电基底上合成的TiO2纳米棒薄膜及沉积在TiO2纳米棒薄膜上的ZnO薄膜,所述TiO2纳米棒薄膜为以阵列方式垂直排布在导电基底上的TiO2纳米棒,所述ZnO薄膜由致密的ZnO纳米颗粒组成; 所述CuOxpTTh光阴极包括在导电基底上沉积的CuOx薄膜及沉积在CuOx薄膜上的花状pTTh薄膜,所述CuOx薄膜由致密的CuOx纳米颗粒组成,所述pTTh薄膜由三维pTTh花组成; 所述TiO2ZnO光阳极的制备方法包括如下步骤: 1)将钛酸四丁酯和浓度为4~8molL的盐酸按体积比为1%~10%混合,将得到的混合溶液转移到放置有导电基底的高压釜中,加热,所述加热的温度为160~180℃,时间为80~100min,反应后退火,所述退火的温度为300~600℃,时间为1~10h,得到TiO2纳米棒薄膜; 2)以1~25mmolL二水合醋酸锌和1~25mmolL六水合硝酸锌的水溶液作为电解液,以TiO2纳米棒薄膜作为工作电极,以铂片作为对电极,以饱和甘汞作为参比电极,进行ZnO薄膜的电化学沉积,所述电化学沉积的电压为-1.5~-1V,时间为150~350s,再退火,所述退火的温度为400~500℃,时间为1~5h,得到TiO2ZnO光阳极; 所述CuOxpTTh光阴极的制备方法包括如下步骤: 3)以导电基底、铂片和饱和甘汞分别作为工作电极、对电极和参比电极,在0.1~0.2molL硝酸铜和1.8~2.5molL乳酸组成的电解液中进行脉冲电沉积,所述脉冲电沉积先于-60~-30mAcm-2沉积1~5s,再在零电流下持续5~15s,脉冲过程循环10~100次,得到CuOx薄膜; 4)以CuOx薄膜作为工作电极,以铂片作为对电极,以饱和甘汞电极作为参比电极,以10~50mmolL三噻吩和0.05~0.5molLLiClO4的乙腈溶液作为电解液,通过循环伏安电化学沉积法在CuOx薄膜沉积,所述循环伏安电化学沉积的电压为0~1.2V,扫描速率为10~100mVs-1,循环圈数为5~50,得到CuOxpTTh光阴极。
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