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一種基于可調(diào)透視功能的污水處理系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:9864354閱讀:491來源:國知局
一種基于可調(diào)透視功能的污水處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域,具體涉及一種基于可調(diào)透視功能的污水處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]污水處理系統(tǒng)是為使污水達(dá)到排水某一水體或再次使用的水質(zhì)要求對其進(jìn)行凈化的系統(tǒng)。污水處理系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于建筑、農(nóng)業(yè),交通、能源、石化、環(huán)保、城市景觀、醫(yī)療、餐飲等各個領(lǐng)域,也越來越多地走進(jìn)尋常百姓的日常生活。
[0003]然而,現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)的控制面板一般為透明玻璃,其透光率不可調(diào)節(jié),會帶來使用上的不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足之處而提供一種基于可調(diào)透視功能的污水處理系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]本發(fā)明提供了一種基于可調(diào)透視功能的污水處理系統(tǒng),該污水處理系統(tǒng)的控制面板上安裝有電致變色器件,其利用電致變色的原理實現(xiàn)透光率調(diào)節(jié),可以實現(xiàn)控制信息的透視可調(diào)功能,方便使用者調(diào)節(jié)控制面板透過亮度等,可以起到節(jié)約能源、方便使用的目的。
[0007]所述污水處理系統(tǒng)的控制面板上安裝有電致變色器件,此外該控制面板上還設(shè)置有與電致變色器件串聯(lián)的電源模塊和控制模塊;該電源模塊提供電致變色器件的工作電源;該控制模塊通過調(diào)節(jié)電路中電流大小,以達(dá)到控制電致變色器件透光率的目的;所述電致變色器件采用固態(tài)互補(bǔ)型電致變色器件結(jié)構(gòu),電致變色材料分別為氧化鎢和氧化鎳材料;所述電致變色器件沿厚度方向從上到下依次由以下薄膜構(gòu)成:ITO玻璃基底(I)、wo3多孔薄膜(2)、Mn02辣根過氧化物酶薄膜(7)、W03納米線薄膜(3)、固態(tài)電解質(zhì)(4)、Au納米粒子薄膜(5)、N1多孔薄膜(6)以及ITO玻璃基底(I);所述Au納米粒子薄膜厚度為7nm。
[0008]優(yōu)選地,所述電致變色器件的制備方法如下:
[0009]步驟一,制備電致變色層WO3納米薄膜:a)首先,取一定尺寸ITO玻璃基底(I),經(jīng)過丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗,放入磁控濺射儀中,在本底真空低于1.5X 10—3Pa、濺射電流為1.8A條件下,磁控濺射時間20min,得到900nm的W膜;b)然后,以鍍有W膜的ITO玻璃為陽極,鉑片為陰極,在0.2wt.%的NaF溶液中進(jìn)行陽極氧化處理,電壓為50V,時間為30min,陽極氧化處理后用去離子水清洗,得到具有多孔結(jié)構(gòu)的W膜;c)在經(jīng)過陽極氧化處理的ITO玻璃表面磁控濺射一層5nm的Ni膜作催化劑,將該ITO玻璃放入CVD管式爐中,在氬氣和氫氣作用下,400°C保溫4h,生長WO3納米線薄膜(3),同時多孔W膜被氧化為WO3多孔薄膜(2);
[0010]步驟二,制備MnO2辣根過氧化物酶薄膜(7):將層狀MnO2分散在四甲基氫氧化銨的水溶液中,于室溫下攪拌后離心,得到的上清液為MnO2納米片溶膠;將等體積的MnO2納米片溶膠與HRP溶液5g/L的辣根過氧化物酶基溶液充分混勻后,用微量加樣器將1yLMnO2納米片溶膠與HRP混合溶液滴加于WO3多孔薄膜表面,干燥后即在WO3多孔薄膜表面得到MnO2辣根過氧化物酶薄膜(7);
[0011]步驟三,制備離子存儲層N1多孔薄膜(6):a)在500ml燒杯中將0.16mol硫酸鎳、0.1mol高氯酸鋰、0.03moI過硫酸鉀溶于400ml去離子水,形成深綠色溶液,取一定尺寸ITO玻璃為基底,ITO玻璃背面用膠帶封住,豎直放立在燒杯中,在300rpm的攪拌下將40ml氨水(25?28 % )倒入,沉積時間為1min,取出后用去離子水沖洗干凈,在80°C烘箱中干燥后,在200°C氫氣保護(hù)下熱處理2h,得到N1薄膜;b)采用步驟一 b中的陽極氧化法處理N1薄膜,電壓為30V,時間為25min,得到N1多孔薄膜(6); c)將帶有多孔結(jié)構(gòu)N1薄膜的ITO玻璃放入噴金儀中,噴鍍Au納米粒子薄膜(5);
[0012]步驟四,制備溶膠型固態(tài)電解質(zhì)(4):室溫下,先將0.2mol檸檬酸溶解在10ml無水乙醇中,再加入0.1mol正娃酸乙酯,然后加入5g碳酸鋰和8g尿素并充分溶解,最后加入20g乙二醇以促進(jìn)聚合反應(yīng)的進(jìn)行,將所得無色透明溶液加熱到600°C保溫一定時間獲得溶膠,溶膠的粘度隨保溫時間的延長而增大;
[0013]步驟五,組裝電致變色器件:將鍍有N1薄膜的ITO玻璃和鍍有WO3薄膜的ITO玻璃相對放置,中間用絕緣體隔開,絕緣體厚度約1_,邊緣用環(huán)氧樹脂密封,留一小孔用來注射電解液;然后將粘度約35cps的溶膠用注射器注入到兩片ITO玻璃之間,將器件在80°C保溫24h使溶膠聚合并完全固化,得到固態(tài)互補(bǔ)型電致變色器件。
[0014]相比現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明具有如下有益效果:
[0015]1.結(jié)構(gòu)方面:采用互補(bǔ)型電致變色器件結(jié)構(gòu),電致變色材料分別為氧化鎢和氧化鎳材料,在著色態(tài),光透過率大大減小,增大了光調(diào)節(jié)范圍;氧化鎳薄膜同時作為離子存儲層和變色層,簡化了器件結(jié)構(gòu);
[0016]2.WO3電致變色薄膜為多孔結(jié)構(gòu)與納米線結(jié)合,極大的增加了該材料的比表面積,有利于減小著色的響應(yīng)時間,此外,在WO3多孔薄膜表面制備有MnO2辣根過氧化物酶薄膜,增強(qiáng)了電致變色器件的靈敏度;
[0017]3.N1薄膜為多孔結(jié)構(gòu)結(jié)合Au納米粒子,Au納米粒子對N1薄膜的著色起到催化作用,大大提高其著色效率,使得該污水處理系統(tǒng)的控制面板的透光率快速可調(diào)節(jié)。
【附圖說明】
[0018]利用附圖對發(fā)明作進(jìn)一步說明,但附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制,對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。
[0019]圖1為本發(fā)明電致變色器件的結(jié)構(gòu)示意圖。其中,1-1T0玻璃基底,2-W03多孔薄膜,3-W03納米線薄膜,4-固態(tài)電解質(zhì),5-Au納米薄膜,6-N1多孔薄膜,7_Mn02辣根過氧化物酶薄膜。
【具體實施方式】
[0020]電致變色現(xiàn)象是指材料的光學(xué)屬性(吸收率、透過率、反射率等)在外加電場的作用下發(fā)生穩(wěn)定、可逆變化的現(xiàn)象,外觀上表現(xiàn)為顏色和透明度的可逆變化。其實質(zhì)是一種化學(xué)可逆的反應(yīng)過程。
[0021]電致變色材料是一種新型的節(jié)能材料,為節(jié)能環(huán)保提供了一種新的途徑。其在低能耗顯示、電子紙、智能窗戶等領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力,譬如在智能窗領(lǐng)域,根據(jù)環(huán)境溫度、日照等情況,其可以調(diào)節(jié)玻璃的光學(xué)性能,起到節(jié)約室內(nèi)能源消耗的作用。
[0022]許多物質(zhì)在受熱、光照、外加電場等作用下,其顏色會發(fā)生變化,產(chǎn)生致色象。無機(jī)電致變色材料以過渡金屬氧化物為主,其中三氧化鎢是一種重要陰極電致變色材料,具有著色效率高、響應(yīng)時間短、循環(huán)次數(shù)高等優(yōu)點。三氧化鎢薄膜有非晶態(tài)和晶態(tài)兩種類型,非晶態(tài)三氧化鎢薄膜的著色效率高、顏色轉(zhuǎn)化快,但其結(jié)構(gòu)松散,化學(xué)穩(wěn)定性差,晶態(tài)三氧化鎢結(jié)構(gòu)緊密,化學(xué)穩(wěn)定性好,但其著色效率和響應(yīng)時間表現(xiàn)不如非晶態(tài)三氧化鎢,然而,研究發(fā)現(xiàn)三氧化鎢的電致變色性能很大程度上取決于其表面形貌與晶體結(jié)構(gòu)。
[0023]氧化鎳是一種典型的陽極電致變色材料。氧化鎳由于其褪色態(tài)比較透明,著色態(tài)具有柔和的中性顏色(灰色),接近于人眼對光波的敏感波段,并且作為陽極著色材料,可與氧化鎢等組成互補(bǔ)型電致變色器件。
[0024]電致變色器件的結(jié)構(gòu)一般為三明治結(jié)構(gòu),主要包括:透明導(dǎo)電層、電致變色層、離子導(dǎo)電層、離子存儲層和透明導(dǎo)電層。透明導(dǎo)電層的作用是在電化學(xué)反應(yīng)中為電致變色材料提供電子的導(dǎo)體,一般使用摻錫氧化銦(ITO)薄膜或摻氟氧化錫(FTO)薄膜;電致變色層是器件的核心層,主要以電致變色薄膜的形式出現(xiàn),包括有機(jī)和無機(jī)電致變色材料;離子導(dǎo)體層即為電解質(zhì)層,提供電致變色器件正常工作時傳導(dǎo)離子、電子的通道;離子存儲層又稱對電極層,主要作用是存儲和提供電致變色所需的離子,起到平衡電荷的作用。
[0025]電致變色器件的工作原理為:在兩個透明導(dǎo)電層之間加上一定的電壓,在外加電壓作用下,電子和離子共同注入電致變色層,并使其發(fā)生氧化還原的電化學(xué)反應(yīng)而著色,離子存儲層在電致變色材料發(fā)生氧化還原反應(yīng)時起到儲存相應(yīng)的反離子,保持整個體系的電荷平衡的作用,當(dāng)施加反向電壓時,電子和離子從著色的電致變色層內(nèi)抽出而使其褪色。
[0026]針對現(xiàn)有電致變色器件光調(diào)節(jié)范圍小、著色速率低和循環(huán)壽命短等問題,本發(fā)明基于三氧化媽納米材料,同時結(jié)合氧化鎳納米材料設(shè)計互補(bǔ)型電致變色器件。以氧化媽納米線薄膜作為陽極電致變色材料,氧化鎳納米薄膜作為陰極電致變色材料,同時摻雜Au納米粒子,制備多孔結(jié)構(gòu)。
[0027]本發(fā)明提供了一種基于可調(diào)透視功能的污水處理系統(tǒng),該污水處理系統(tǒng)的控制面板上安裝有電致變色器件,其利用電致變色的原理實現(xiàn)透光率調(diào)節(jié),可以實現(xiàn)控制信息的透視可調(diào)功能,方便使用者調(diào)節(jié)控制面板透過亮度等,可以起到節(jié)約能源、方便使用的目的。
[0028]下面結(jié)合【附圖說明】對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0029]圖1為本發(fā)明電致變色器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]其中,1-1T0玻璃基底,2-W03多孔薄膜,3-W03納米線薄膜,4_固態(tài)電解質(zhì),5_Au納米薄膜,6-N1多孔薄膜,7-Mn02辣根過氧化物酶薄膜。
[0031 ]結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0032]實施例1:
[0033]本發(fā)明的實施例所提供的一種基于可調(diào)透視功能的污水處理系統(tǒng),該污水處理系統(tǒng)的控制面板上安裝有電致變色器件,其利用電致變色的原理實現(xiàn)透光率調(diào)節(jié),可以實現(xiàn)控制信息的透視可調(diào)功能,方便使
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