申请日2016.02.01
公开(公告)日2016.06.01
IPC分类号G02F1/153
摘要
本发明公开了一种基于可调透视功能的污水处理系统，在该污水处理系统的控制面板上安装有电致变色器件，其利用电致变色的原理实现透光率调节，可以实现控制信息的透视可调功能，此外该控制面板上还设置有与电致变色器件串联的电源模块和控制模块，电源模块提供电致变色器件的工作电源，控制模块通过调节电路中电流大小，以达到控制电致变色器件透光率的目的;通过结构以及材料制备工艺的优化，提高了器件的灵敏度及着色效率，变色与褪色速率快，使得该污水处理系统的控制面板在着色态光透过率大大减小，并且增大了光调节范围，实现透过率快速可调功能，且使用简单、方便，利于工业化生产。
摘要附图
权利要求书
1.一种基于可调透视功能的污水处理系统，其特征在于：所述污水处理系统的控制面板上安装有电致变色器件，此外该控制面板上还设置有与电致变色器件串联的电源模块和控制模块;该电源模块提供电致变色器件的工作电源;该控制模块通过调节电路中电流大小，以达到控制电致变色器件透光率的目的;所述电致变色器件采用固态互补型电致变色器件结构，电致变色材料分别为氧化钨和氧化镍材料;所述电致变色器件沿厚度方向从上到下依次由以下薄膜构成：ITO玻璃基底(1)、WO3多孔薄膜(2)、MnO2辣根过氧化物酶薄膜(7)、WO3纳米线薄膜(3)、固态电解质(4)、Au纳米粒子薄膜(5)、NiO多孔薄膜(6)以及ITO玻璃基底(1);所述Au纳米粒子薄膜厚度为7nm。
2.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述电致变色器件的制备方法如下：
步骤一，制备电致变色层WO3纳米薄膜：a)首先，取一定尺寸ITO玻璃基底(1)，经过丙酮、乙醇、去离子水超声清洗，放入磁控溅射仪中，在本底真空低于1.5×10-3Pa、溅射电流为1.8A条件下，磁控溅射时间20min，得到900nm的W膜;b)然后，以镀有W膜的ITO玻璃为阳极，铂片为阴极，在0.2wt.%的NaF溶液中进行阳极氧化处理，电压为50V，时间为30min，阳极氧化处理后用去离子水清洗，得到具有多孔结构的W膜;c)在经过阳极氧化处理的ITO玻璃表面磁控溅射一层5nm的Ni膜作催化剂，将该ITO玻璃放入CVD管式炉中，在氩气和氢气作用下，400℃保温4h，生长WO3纳米线薄膜(3)，同时多孔W膜被氧化为WO3多孔薄膜(2);
步骤二，制备MnO2辣根过氧化物酶薄膜(7)：将层状MnO2分散在四甲基氢氧化铵的水溶液中，于室温下搅拌后离心，得到的上清液为MnO2纳米片溶胶;将等体积的MnO2纳米片溶胶与HRP溶液5g/L的辣根过氧化物酶基溶液充分混匀后，用微量加样器将10μLMnO2纳米片溶胶与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辣根过氧化物酶薄膜(7);
步骤三，制备离子存储层NiO多孔薄膜(6)：a)在500ml烧杯中将0.16mol硫酸镍、0.1mol高氯酸锂、0.03mol过硫酸钾溶于400ml去离子水,形成深绿色溶液，取一定尺寸ITO玻璃为基底，ITO玻璃背面用胶带封住,竖直放立在烧杯中,在300rpm的搅拌下将40ml氨水(25～28%)倒入,沉积时间为10min，取出后用去离子水冲洗干净,在80℃烘箱中干燥后,在200℃氢气保护下热处理2h，得到NiO薄膜;b)采用步骤一b中的阳极氧化法处理NiO薄膜，电压为30V，时间为25min，得到NiO多孔薄膜(6);c)将带有多孔结构NiO薄膜的ITO玻璃放入喷金仪中，喷镀Au纳米粒子薄膜(5);
步骤四，制备溶胶型固态电解质(4)：室温下,先将0.2mol柠檬酸溶解在100ml无水乙醇中,再加入0.1mol正硅酸乙酯,然后加入5g碳酸锂和8g尿素并充分溶解,最后加入20g乙二醇以促进聚合反应的进行，将所得无色透明溶液加热到60O℃保温一定时间获得溶胶,溶胶的粘度随保温时间的延长而增大;
步骤五，组装电致变色器件：将镀有NiO薄膜的ITO玻璃和镀有WO3薄膜的ITO玻璃相对放置，中间用绝缘体隔开，绝缘体厚度约1mm，边缘用环氧树脂密封，留一小孔用来注射电解液;然后将粘度约35cps的溶胶用注射器注入到两片ITO玻璃之间，将器件在80℃保温24h使溶胶聚合并完全固化，得到固态互补型电致变色器件。
说明书
一种基于可调透视功能的污水处理系统
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种基于可调透视功能的污水处理系统。
背景技术
污水处理系统是为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的系统。污水处理系统被广泛应用于建筑、农业，交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。
然而，现有污水处理系统的控制面板一般为透明玻璃，其透光率不可调节，会带来使用上的不便。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的上述不足之处而提供一种基于可调透视功能的污水处理系统。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
本发明提供了一种基于可调透视功能的污水处理系统，该污水处理系统的控制面板上安装有电致变色器件，其利用电致变色的原理实现透光率调节，可以实现控制信息的透视可调功能，方便使用者调节控制面板透过亮度等，可以起到节约能源、方便使用的目的。
所述污水处理系统的控制面板上安装有电致变色器件，此外该控制面板上还设置有与电致变色器件串联的电源模块和控制模块;该电源模块提供电致变色器件的工作电源;该控制模块通过调节电路中电流大小，以达到控制电致变色器件透光率的目的;所述电致变色器件采用固态互补型电致变色器件结构，电致变色材料分别为氧化钨和氧化镍材料;所述电致变色器件沿厚度方向从上到下依次由以下薄膜构成：ITO玻璃基底(1)、WO3多孔薄膜(2)、MnO2辣根过氧化物酶薄膜(7)、WO3纳米线薄膜(3)、固态电解质(4)、Au纳米粒子薄膜(5)、NiO多孔薄膜(6)以及ITO玻璃基底(1);所述Au纳米粒子薄膜厚度为7nm。
优选地，所述电致变色器件的制备方法如下：
步骤一，制备电致变色层WO3纳米薄膜：a)首先，取一定尺寸ITO玻璃基底(1)，经过丙酮、乙醇、去离子水超声清洗，放入磁控溅射仪中，在本底真空低于1.5×10-3Pa、溅射电流为1.8A条件下，磁控溅射时间20min，得到900nm的W膜;b)然后，以镀有W膜的ITO玻璃为阳极，铂片为阴极，在0.2wt.%的NaF溶液中进行阳极氧化处理，电压为50V，时间为30min，阳极氧化处理后用去离子水清洗，得到具有多孔结构的W膜;c)在经过阳极氧化处理的ITO玻璃表面磁控溅射一层5nm的Ni膜作催化剂，将该ITO玻璃放入CVD管式炉中，在氩气和氢气作用下，400℃保温4h，生长WO3纳米线薄膜(3)，同时多孔W膜被氧化为WO3多孔薄膜(2);
步骤二，制备MnO2辣根过氧化物酶薄膜(7)：将层状MnO2分散在四甲基氢氧化铵的水溶液中，于室温下搅拌后离心，得到的上清液为MnO2纳米片溶胶;将等体积的MnO2纳米片溶胶与HRP溶液5g/L的辣根过氧化物酶基溶液充分混匀后，用微量加样器将10μLMnO2纳米片溶胶与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辣根过氧化物酶薄膜(7);
步骤三，制备离子存储层NiO多孔薄膜(6)：a)在500ml烧杯中将0.16mol硫酸镍、0.1mol高氯酸锂、0.03mol过硫酸钾溶于400ml去离子水,形成深绿色溶液，取一定尺寸ITO玻璃为基底，ITO玻璃背面用胶带封住,竖直放立在烧杯中,在300rpm的搅拌下将40ml氨水(25～28%)倒入,沉积时间为10min，取出后用去离子水冲洗干净,在80℃烘箱中干燥后,在200℃氢气保护下热处理2h，得到NiO薄膜;b)采用步骤一b中的阳极氧化法处理NiO薄膜，电压为30V，时间为25min，得到NiO多孔薄膜(6);c)将带有多孔结构NiO薄膜的ITO玻璃放入喷金仪中，喷镀Au纳米粒子薄膜(5);
步骤四，制备溶胶型固态电解质(4)：室温下,先将0.2mol柠檬酸溶解在100ml无水乙醇中,再加入0.1mol正硅酸乙酯,然后加入5g碳酸锂和8g尿素并充分溶解,最后加入20g乙二醇以促进聚合反应的进行，将所得无色透明溶液加热到60O℃保温一定时间获得溶胶,溶胶的粘度随保温时间的延长而增大;
步骤五，组装电致变色器件：将镀有NiO薄膜的ITO玻璃和镀有WO3薄膜的ITO玻璃相对放置，中间用绝缘体隔开，绝缘体厚度约1mm，边缘用环氧树脂密封，留一小孔用来注射电解液;然后将粘度约35cps的溶胶用注射器注入到两片ITO玻璃之间，将器件在80℃保温24h使溶胶聚合并完全固化，得到固态互补型电致变色器件。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1.结构方面：采用互补型电致变色器件结构，电致变色材料分别为氧化钨和氧化镍材料，在着色态，光透过率大大减小，增大了光调节范围;氧化镍薄膜同时作为离子存储层和变色层，简化了器件结构;
2.WO3电致变色薄膜为多孔结构与纳米线结合，极大的增加了该材料的比表面积，有利于减小着色的响应时间，此外，在WO3多孔薄膜表面制备有MnO2辣根过氧化物酶薄膜，增强了电致变色器件的灵敏度;
3.NiO薄膜为多孔结构结合Au纳米粒子，Au纳米粒子对NiO薄膜的着色起到催化作用，大大提高其着色效率，使得该污水处理系统的控制面板的透光率快速可调节