[發明專利]一種光驅動電化學催化連續除鹽的方法及其除鹽流體電池裝置

有效

• 申請號: 201910093085.5
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109796065B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 陳福明;王健
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: C02F1/46
• 分類號: C02F1/46;C02F103/08
• 代理公司: 廣州專理知識產權代理事務所(普通合伙) 44493
• 代理人: 沈素芹

1.一種光驅動電化學催化連續除鹽的方法，其特征在于，所述的光驅動電化學催化連續除鹽的方法是采用具有光敏半導體材料的導電玻璃作為電化學催化的負極，在光照條件下，該負極產生電子從而驅動正負電極材料電化學氧化還原反應，通過離子交換的方式連續除鹽；

所述光敏半導體材料包括染料半導體、量子點半導體、元素半導體、無機化合物半導體、有機化合物半導體、非晶態半導體以及液態半導體的一種；

所述電化學催化的正負極活性材料為TEMPO與NaCl加入到去離子水中，超聲得到；

所述具有光敏半導體材料的導電玻璃通過以下方法制備：

（a）將FTO玻璃依次用質量分數2%的洗滌劑溶液、去離子水、酒精、丙酮超聲清洗；

（b）在（a）中預處理過的FTO玻璃上制備一層過渡層，該過渡層的制備為將1.5ml鈦酸異丙酯溶于20ml酒精中配成混合溶液，以1500r/min的速度旋轉涂布1min，然后將涂布后的FTO玻璃放在馬弗爐中450℃下加熱30分鐘；

（c）將0.6g TiO₂粉末，0.1g PEG，0.1g PEO，0.5ml 乙酰丙酮，幾滴TritonX 100在研缽中混合研磨后，用蒸餾水稀釋至5ml，然后超聲處理30min后攪拌一夜，涂布在（b）得到的玻璃上，最后在150℃，300℃，450℃，500℃分別加熱10min，15min，10min，30min；

（d）將（c）得到的FTO玻璃放入40 mmol/L的TiO₂溶液中70℃下處理30min，然后將處理過的玻璃500℃下加熱1h；

（e）將LEG4染料溶于乙腈中配制0.2mmol/L 的Dyenamo red染料溶液，然后將（d）中的玻璃放入此溶液中浸泡12~14h后取出，用酒精清洗，即可制得所需的光敏半導體材料。

2.由權利要求1所述的光驅動電化學催化連續除鹽的方法，其特征在于，所述電化學催化的正負極活性材料還包括碳納米管-TEMPO、石墨烯-TEMPO、氧化石墨烯-TEMPO、Polymer-TEMPO、Methyl viologen dichloride hydrate、Riboflavin-5′-phosphate sodium saltdehydrate、Ag/AgCl溶液、LiCoO₂、LiMn₂O₄、Bi/BiOCl、Sb/SbOCl、LiMn₂O₄/NaTi₂(PO₄)₃、Zn/VS₂、Fe(CN)₆、K_0.27MnO₂、Na₂FeP₂O₇、V₂O₅、Na₃V₂(PO₄)₃、Na₂V₆O₁₆、Na_0.44MnO₂、NaTi₂(PO₄)₃、PTFE、PBA、Na₂C₈H₄O₄、PVA、Na_0.44[Mn_1-xTi_x]O₂、Bi、BiF₃、Pb、PbF₂、哌啶類無機物以及聯吡啶鎓鹽的一種或一種以上。

3.由權利要求2所述的光驅動電化學催化連續除鹽的方法，其特征在于，哌啶類無機物包括2-羥基嘧啶；聯吡啶鎓鹽包括4'-聯吡啶鎓鹽二氯化物。

4.由權利要求2所述的光驅動電化學催化連續除鹽的方法，其特征在于，正負極活性材料還包括輔助導電添加劑NaCl、NaF、Na₂SO₄、KCl、CNT、GO、活性炭、導電碳材料、離子交換樹脂以及不溶性材料中的一種或一種以上。