申请日2014.10.30
公开(公告)日2015.01.14
IPC分类号H01M8/04; C02F9/08
摘要
本实用新型公开了属于水净化和电力设备制造技术领域的一种便携式污水净化及电力产生装置。储水容器内设有多层光催化反应膜片，储水容器的顶部设有密封盖，密封盖上设有污水进入口和氢气排出管，氢气排出管与氢电池相连，储水容器下部与过滤装置相连。本实用新型的便携式污水净化及电力产生装置可以有效净化有机物污染的污水，并且能够产生氢气，用于氢电池的发电原料，该装置制备成本低，适合第三世界的家庭用水净化和小型电力设备供电用，将该装置的原理应用于屋顶及屋内，可以处理生活污水，变为饮用水，节约水源。
权利要求书
1.一种便携式污水净化及电力产生装置，其特征在于，储水容器(1)内 设有多层光催化反应膜片(2)，储水容器(1)的顶部设有密封盖(3)，密封 盖(3)上设有污水进入口(4)和氢气排出管(5)，氢气排出管(5)与氢电 池(6)相连，储水容器(1)下部与过滤装置(7)相连;
所述光催化反应膜片(2)为六边形网格结构，网格的边上涂有纳米二氧化 钛。
2.根据权利要求1所述一种便携式污水净化及电力产生装置，其特征在于， 所述过滤装置(7)分为3层，上层为活性炭层(8)，中层为石英砂层(9)， 下层为纤维颗粒层(10)。
3.根据权利要求2所述一种便携式污水净化及电力产生装置，其特征在于， 所述纤维颗粒层(10)采用天然植物纤维制备而成，颗粒大小在0.1-5um。
4.根据权利要求1所述一种便携式污水净化及电力产生装置，其特征在于， 所述污水进入口(4)设有密封开关(11)。
5.根据权利要求1所述一种便携式污水净化及电力产生装置，其特征在于， 所述氢气排出管(5)上设有阀门(12)。
6.根据权利要求1所述一种便携式污水净化及电力产生装置，其特征在于， 所述储水容器(1)和密封盖(3)的材质为丙烯酸酯。
7.一种污水净化及电力产生装置，其特征在于，屋顶(13)上铺设光催化 反应膜片(2)，光催化反应膜片(2)上设有透明树脂(17)，透明树脂(17) 四周与屋顶(13)的连接处密封，透明树脂(17)距离屋顶(13)顶面的距离 为0.5-5cm，透明树脂(17)上连接有氢气排出管(5)，氢气排出管(5)与 氢电池(6)相连，屋内(14)设有废水管(15)通到屋顶(13)高处的透明树 脂(17)上，屋顶(13)的低处设有回流口(16)，回流口(16)与过滤器(19) 相连，过滤器(19)与储水器(18)相连;
所述光催化反应膜片(2)为六边形网格结构，网格的边上涂有纳米二氧化 钛。
说明书
一种便携式污水净化及电力产生装置
技术领域
本实用新型属于水净化和电力设备制造技术领域，具体涉及一种便携式污 水净化及电力产生装置。
背景技术
目前，发达国家饮用水主要靠净水机对河水或者污水进行净化，沿海地区 采用海水淡化制备饮用水，在水源较为干净的河水处理，可以采用过滤的办法， 但是，大部分饮用水处理采取的处理技术为反渗透膜处理技术，该技术处理的 水纯度最高，对处理水质要求不高，各种受污染的水都可以被净化，该处理方 法主要包括两个步骤，第一步是过滤，将污水中的大颗粒分子和有色物质过滤 掉，然后进入反渗透膜净化，该过程为耗能过程，需要额外加功，耗费电能， 且尾水不能循环利用，需排放掉，浪费水资源。
净水机设备对于欠发达的第三世界的人来说，成本太高，耗电且浪费部分 水资源。第三世界的人生活的地方一般没有较发达的工业，其水的污染主要为 有机物，如果能实用新型一种能有效去除水中的有机污染物，并且能够产生电 能的设备，无疑对第三世界贫困人口改善其生活来说，具有很大的帮助。
二氧化钛为一种对紫外光敏感的化合物分子，其吸收紫外线的能量，电子 被激发，通过激发电子还原，氧形成超氧化物阴离子(O2-·)，超氧化物阴离 子与水反应产生羟基自由基(·OH)，羟基自由基具有清除有机物，吸附灰尘等， 同时，水被激发的电子分解，氢接受电子产生氢气，氧被激发的电子还原，生 成超氧化物阴离子(O2-·)，形成循环，目前，尚没有人利用此原理研发水净 化和电力生产的装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种便携式污水净化及电力产生装置，适用于 第三世界国家的人民家庭用水和小型供电用。
实用新型人发现，当二氧化钛吸收紫外线的能量，电子会比激发产生，随 之而生便是电子和空穴，通过激发电子还原，氧形成超氧化物阴离子(O2-·)， 超氧化物阴离子与水反应产生羟基自由基(·OH)，这产生过程的自由基氧化 有机化合物，从而导致水的净化，基于上述情况，有机化合物分解，以产生无 害的二氧化碳和水。利用二氧化钛分解水分子，首次由Akira Fujishima提出， 电解进行，使光生的电子和空穴引起的氧化还原反应，使形成氢气和氧(最后 氧气被消耗在副反应，因此氢是主要产物)。
电子倾向于移动到较低的能量，当此转移由价带和导带间发生，它则称为 重组。在此工艺中，电子(e-)已被激发从价带向二氧化钛的导带，落回到在 价带中，这是孔(H+)空的状态。这种现象阻碍了水分解反应和光催化氧化还 原。因此，为克服这种现象，防止重组发生。加入适量的还原剂或氧化剂是最 好选择一-空穴对的再结合;掺杂二氧化钛与贵金属的例子。当光催化发生在 水溶液中包括还原剂，又名电子给体/空穴清除剂，光生空穴不可逆地氧化该还 原剂，而不是水。因此，氢气产量被提高。许多常见的有机污染物，如甲醇， 甘油和EDTA都可作为优良的还原剂-空穴清除剂，它们可降低电子-空穴对 的再结合的机会，从而增强氢产生速率。同时，它们可以有效地被分解。
一种便携式污水净化及电力产生装置，储水容器1内设有多层光催化反应 膜片2，储水容器1的顶部设有密封盖3，密封盖3上设有污水进入口4和氢气 排出管5，氢气排出管5与氢电池6相连，储水容器1下部与过滤装置7相连;
所述光催化反应膜片2为六边形网格结构，网格的边上涂有纳米二氧化钛。
所述过滤装置7分为3层，上层为活性炭层8，中层为石英砂层9，下层为 纤维颗粒层10。
所述纤维颗粒层10采用天然植物纤维制备而成，颗粒大小在0.1-5um。
所述污水进入口4设有密封开关11。
所述氢气排出管5上设有阀门12。
所述储水容器1和密封盖3的材质为丙烯酸酯。
一种污水净化及电力产生装置，屋顶13上铺设光催化反应膜片2，光催化 反应膜片2上设有透明树脂17，透明树脂17四周与屋顶13的连接处密封，透 明树脂17距离屋顶13顶面的距离为0.5-5cm，透明树脂17上连接有氢气排出 管5，氢气排出管5与氢电池6相连，屋内14设有废水管15通到屋顶13高处 的透明树脂17上，屋顶13的低处设有回流口16，回流口16与过滤器19相连， 过滤器19与储水器18相连;
所述光催化反应膜片2为六边形网格结构，网格的边上涂有纳米二氧化钛。
本实用新型的有益效果：本实用新型的便携式污水净化及电力产生装置可 以有效净化有机物污染的污水，并且能够产生氢气，用于氢电池的发电原料， 该装置制备成本低，适合第三世界的家庭用水净化和小型电力设备供电用，将 该装置的原理应用于屋顶及屋内，可以处理生活污水，变为饮用水，节约水源。
