一种新型海岸带修复方法

本发明属于环境修复领域，具体涉及到一种利用水蒸发产生电能的水伏发电装置，用于修复海岸带沉积物中的重金属污染。

背景技术：

1、水是地球上最丰富和最常见的液体。由于水蒸发的自发性和普遍性，使用水作为能量的能量收集装置受到了极大的关注。特别是在2017年，周等人通过从多孔炭黑膜中蒸发水，产生了高达1v的持续开路电压(voc)。2018年，huang等人利用石墨氧化物和具有肖特基结的电极/材料之间的界面介质之间的协同作用，开发了一种输出电压接近1.5v的高性能湿式发电机。2019年，孙等人制备了ni-al层状双氢氧化物(ldh)，以制造一种由连续自然水蒸发驱动的柔性发电机，该发电机可以在变形条件下运行，同时保持稳定的输出性能，最大开路电压为0.75v。2020年，刘等人证明，由从微生物(硫还原地杆菌)中提取的纳米级蛋白质线制成的薄膜装置在环境条件下产生约0.5伏的连续电压。2021年，王等人开发了一种基于双层聚电解质膜的异质湿能发生器，在低相对湿度(rh＝25％)下产生类似于0.95v的高电压。2022年，hu等人展示了一种基于硫还原地理杆菌生物膜的简单高效的水蒸发诱导发电机，该发电机在90％rh下产生约0.53v的开路电压和约2.28μa的短路电流(isc)。2023年，徐等人通过光伏效应提高了其光催化性能，从而实现了水的高效光催化分解。

2、氧化铝是一种由铝、氧和通常是氢组成的化合物。它是一种白色粉末状固体，无毒无臭。氧化铝作为一种无机非金属粉末材料，具有高强度、高硬度、耐磨损、耐腐蚀、耐高温、抗氧化和大表面积等优异性能。它是一种重要的化学材料，具有很高的市场需求。随着粒子的细化，其表面的电子和晶体结构发生了变化，产生了宏观物体所不具备的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧穿效应。这使得氧化铝粉末在许多方面表现出一系列优异的性能，如光热力学和化学反应。氧化铝因其优异的性能在半导体材料、表面保护材料、电子元件、光学材料、生物医学材料等领域有着广泛的应用。根据氧化铝的特性，由此开发了新型水伏发电机，提供了从水中获取能量的新方法。

3、

技术实现思路

1、本发明的目的是利用环境中随处可见的水蒸发，提供一种低成本可持续的产生电能的装置，用于修复海岸带沉积物中的重金属污染。

2、本发明的技术方案概述如下：

3、一种新型海岸带修复方法，其特征是包括如下步骤：

4、(1)将聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)膜切割成合适的尺寸，并用超声波清洗仪清洗干净；

5、(2)将导电碳糊涂在pet膜上作为l形电极，顶部电极和底部电极之间的距离为0.5-2cm，电极的线宽为0.5-1cm；

6、(3)将氧化铝纳米颗粒在乙醇中分散，并超声4个小时，将氧化铝分散液均匀涂在pet膜上的l形电极之间，分散液自然干燥后即制得水伏发电机；

7、(4)将制备好的水伏发电机放入水中，随着水蒸发，该水伏发电机可以持续输出电能；

8、(5)将水伏发电机和插入沉积物工作电极连接，修复海岸带沉积物中的重金属污染。

9、本发明的优点：

10、1.本发明制备方法简单易行，操作方便，可以实现低成本可持续的电能输出；

11、2.本发明能通过简单的手段大规模制备水伏发电机，对环境友好。

技术特征：

1.一种新型海岸带修复方法，其特征在于：所述装置由聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)膜(1)、导电碳糊(2)、纳米氧化铝层(3)和工作电极(4)构成。

技术总结
本发明公开了一种新型海岸带修复方法，包括如下步骤：(1)将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜切割成合适的尺寸，并用超声波清洗仪清洗干净；(2)将导电碳糊涂在PET膜上作为L形电极；(3)将氧化铝纳米颗粒以乙醇作为分散剂，并通过超声分散仪制备均匀的分散液；(4)将氧化铝分散液均匀涂在PET膜上的L形电极之间。在分散液干燥后得到了一种新型柔性水伏发电机；(5)将水伏发电机布置在海岸带，用来修复海岸带沉积物中的重金属污染，本发明的操作方法简单、环境友好成本低。

技术研发人员：刘宪华,焦士埔,许硕,张义浩,李阳
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15