With the fast development of urbanization and new rural construction, large amounts of refractory organic wastes discharged into water bodies have caused serious environmental issues. However, the organic compounds in wastewater are also important sources of energy. In this project,the visible-light-driven photocatalysis was combined with galvanic cell technology. The organic pollutants were oxidized by the photocatalytic process in the photoanode and the reduction reaction was produced at the photocathode. The proposed system in which organic compounds from wastewater are degraded and the chemical energy is converted into electrical energy simultaneously can achieve a double benefit-organic pollutant degradation and energy reclamation. The high-performance tungsten trioxide photoanode film material and cuprous oxide photocathode film materials were applied to constitute a fuel cell device. The proposal will not only overcome the deficiencies of poor reduction ability of photogenerated electrons of tungsten trioxide and weak oxidation capability of photogenerated holes of cuprous oxide, but also greatly improve the stability and photo-corrosion properties of the electrode materials. Moreover, the synthesis of electrode materials, cell performance, affecting factors and working principles will be systematically studied in this project.
随着城市化和新农村建设的加快,大量含有包括难降解有机物在内的有机污水进入环境,导致了严重的环境问题,然而,污水中的有机成分还是重要的资源和能源。本项目将可见光催化与原电池原理相结合,利用光阳极发生的可见光催化氧化有机物反应,光阴极发生的可见光催化还原反应,使有机物在电池中"燃烧",通过原电池装置回收有机物的化学能和氢能,达到既净化有机物又综合利用化学能的目的。项目基于半导体材料的能级特征,提出了建立可见光催化废水燃料电池,实现有机物化学能发电并回收能源的研究思路,提出了制备具有可见光响应和良好电荷分离传递性能的光阳极和光阴极材料- - 钨基纳米三氧化钨薄膜和铜基氧化亚铜薄膜材料的实验方案。该研究不仅有助于克服光催化剂三氧化钨光生电子还原能力低,氧化亚铜光生空穴氧化能力低的不足,而且还有助于提高阴、阳极材料的稳定性和耐光腐蚀性能。项目将研究相关电极材料的制备、电池性能、影响因素和作用机制。
随着城市化和新农村建设的加快,大量含有包括难降解有机物在内的有机污水进入环境,导致了严重的环境问题,然而,污水中的有机成分还是重要的资源和能源。本项目基于半导体材料的能级特征,以可见光响应的n-型半导体纳米三氧化钨薄膜光阳极替代TiO2纳米管阵列光阳极,以可见光响应的p-型半导体纳米氧化亚铜光阴极替代铂/铂黑对电极,构建光阳极、光阴极能够同时可见光光催化的新型废水燃料电池。项目的主要研究内容包括:(1)阳极材料钨基三氧化钨的的制备和改性;(2)阴极材料纳米氧化亚铜薄膜电极的制备及其光电催化性能;(3)可见光催化废水燃料电池反应器的优化设计;(4)可见光催化的废水燃料电池的性能和机制研究。研究项目已发表学术论文12篇,包括EST、ACB等环境领域具有重要影响的SCI论文10篇,授权专利1项。该研究不仅有助于克服光催化剂三氧化钨光生电子还原能力低,氧化亚铜光生空穴氧化能力低的不足,而且还有助于提高阴、阳极材料的稳定性和耐光腐蚀性能。
{{i.achievement_title}}
数据更新时间:2023-05-31
基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究
基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究
近 40 年米兰绿洲农用地变化及其生态承载力研究
铁酸锌的制备及光催化作用研究现状
政策驱动下石羊河流域生态效应变化分析
难降解有机废水在光催化氧化和生物膜协同作用下的降解机理
半导体光催化降解有机废水的研究
废水中难降解有机污染物的电子束辐照降解机理
废水中难降解有毒有机污染物的污控研究