[發明專利]一種海水凈化與淡化處理裝置與應用

有效

• 申請號: 201810310907.6
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108314118B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 曾昱嘉;龍垚伽;黃紹龍
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04;C02F1/08;C02F103/08
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開一種海水凈化與淡化處理裝置與應用，提供一種MoO_3?x納米材料在海水凈化與淡化處理中的應用，其中，0x1；還提供一種海水凈化與淡化處理裝置，包括MoO_3?x納米材料。本發明旨在提供一種可以同時實現海水凈化和淡化的材料并設計一種能高效收集淡水的器件。通過調節MoO_3?x中氧空位的濃度并分析其濃度對SPR效應的影響，利用SPR效應提升光催化和光熱效率，達到同時高效實現凈化和淡化的目的。本發明提出的海水凈化、淡化裝置簡單易行，利用一種材料完成兩步操作降低了成本及簡化了處理工序，同時其光催化降解速率高、光熱性能好。

技術領域

本發明涉及海水處理技術領域，尤其涉及一種海水凈化與淡化處理裝置與應用。

背景技術

隨著社會不斷發展所帶來的環境污染問題已成為制約發展的重要因素。其中水污染所帶來的水資源短缺等問題，使人們對水污染的治理頗為重視。海水凈化和淡化作為一種能高效獲取淡水資源的方法，引起了廣泛關注。

然而目前傳統的海水淡化法，如多效蒸餾、滲透膜、多級閃蒸等，都存在體積龐大、耗能高、碳排放量大、淡化效率低等問題。利用太陽能光蒸餾的海水淡化技術低碳環保，但多年來一直受限于較低的光熱轉換效率與相對高的成本而無法大規模應用。傳統太陽能蒸餾海水淡化裝置包含三部分：底部涂有吸熱材料的水池；位于頂部的透明玻璃密封水池；蒸餾水收集用水槽。當收到太陽光照射時，底部的吸熱材料(黑色)迅速升溫，從而加速了水蒸氣的蒸發速度，產生的水蒸氣遇到溫度較低的玻璃冷凝為水滴，并沿著玻璃的內壁流入到淡水收集槽中，這種利用太陽能蒸餾回收水的效率約2-3 L/m²/天。這種裝置的回收效率較低且海水中含有大量金屬離子與有機物，不經過凈化，收集到的水往往達不到最低飲用水標準。若添加凈化裝置，采用光催化劑催化降解，不僅可以直接利用太陽能，而且對有機物、無機金屬離子的處理比較徹底，不帶來新的污染源。但傳統光催化劑光譜響應范圍窄，對太陽光中占主導地位的可見光利用率極低，使得催化活性較低，而整個凈化裝置的添加則又會導致成本大幅度增加，性價比不高。

因此，如果能在進一步提升光熱轉換效率的同時，更加高效地完成海水的凈化過程，這樣一套系統將為解決水資源稀缺問題提供新的希望。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于采用光催化與光熱蒸餾技術結合的特征，設計一套能同時完成海水淡化與凈化過程的系統，旨在解決現有技術效率低下、成本高昂且易引入新污染源的問題。

本發明的技術方案如下：

一種MoO_3-x納米材料在海水凈化與淡化處理中的應用，其中，0x1。

一種海水凈化與淡化處理裝置，其中，包括MoO_3-x納米材料，其中，0x1。

所述的海水凈化與淡化處理裝置，包括薄膜結構的蒸發器，罩于蒸發器上方的半圓形冷凝器，半圓形冷凝器內壁邊緣處設有與陸地收集池連接的管道，所述蒸發器的材料為MoO_3-x納米材料，其中，0x1。

所述的海水凈化與淡化處理裝置，其中，所述薄膜結構的蒸發器鑲嵌于泡沫板中。

所述的海水凈化與淡化處理裝置，其中，所述半圓形冷凝器由亞克力玻璃制備而成。

所述的海水凈化與淡化處理裝置，其中，所述薄膜結構的蒸發器由MoO_3-x納米材料噴涂在多孔氧化鋁模板上制備而成。

所述的海水凈化與淡化處理裝置，其中，所述MoO_3-x納米材料通過以下方法制備得到：

在鉬粉中加入雙氧水和還原劑，在室溫下攪拌均勻，在120-160℃下反應10-14h；待反應完成后冷卻至室溫，進行離心處理，離心完成后取沉淀進行烘干處理，得到MoO_3-x納米材料。