一种3D打印的多孔Janus生物炭流式电极及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种3D打印的多孔Janus生物炭流式电极及其制备方法和应用，其制备步骤包括：将干污泥处理得脱灰生物炭，再进行改性处理和吡咯聚合得生物炭催化剂，将生物炭催化剂和其他物质混合得到3D打印墨水Ⅰ，通过光固化打印技术形成“米字型”网络多孔结构的亲水生物炭催化剂层。将粘接剂和分散剂混合搅拌后得到3D打印墨水Ⅱ，通过直接墨水书写打印技术在亲水生物炭催化剂层上打印面积相等的“棱方型”网状疏水储氧层得到双层网络结构打印体，经冷冻干燥后得3D打印的多孔Janus生物炭流式电极并用于非均相电芬顿体系高效降解PPCPs。本发明专利技术为解决生物炭电极在催化去除PPCPs污染物效率低的问题提供了新的解决方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及污染物处理，具体涉及一种3d打印的多孔janus生物炭流式电极及其制备方法和应用。

技术介绍

1、近年来，药品和个人护理品(ppcps)作为21世纪以来引起广泛关注的一类新污染物，通过人体排泄、生产过程废弃、医疗过程废弃，甚至违法、过期药品流入市场等不同途径进入环境，作为一类新污染物引发了人们的广泛关注。ppcps的日常使用导致其在污水处理厂进出水和污泥中频繁检出且浓度较高，但传统污水处理工艺难以将其有效去除，通过微生物降解、光降解和臭氧氧化强化ppcps去除的研究大多还处于实验室研究阶段，应用于实际污水处理时去除效果并不理想。

2、污泥生物炭电极在非均相电芬顿高级氧化过程中表现出优异催化活化性能，在去除水中新污染物ppcps方面具有很大潜力，但仍面临电极导电性能差、催化剂脱落及团聚问题严重和电解质溶液溶解氧传输速率低等问题，造成系统催化降解污染物速率缓慢。

3、因此，确有必要开发一种3d打印的多孔janus生物炭流式电极的制备方法，解决现有生物炭电极导电性能差、催化剂脱落、团聚问题严重和电解质溶液溶解氧传输速率低的问本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种3D打印的多孔Janus生物炭流式电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的3D打印的多孔Janus生物炭流式电极的制备方法，其特征在于，所述多孔疏水储氧层与亲水生物炭催化剂层的体积比为(1～2)：(3～6)。

3.根据权利要求1所述的3D打印的多孔Janus生物炭流式电极的制备方法，其特征在于，步骤S1中，酸化和酸洗的酸性溶剂为盐酸、硝酸、氢氟酸、醋酸和磷酸中的至少一种，酸洗时污泥生物炭和酸性溶液的体积比为(1～2)：(5～10)。

4.根据权利要求1所述的3D打印的多孔Janus生物炭流式电极的制备方法，其特征在于...

【技术特征摘要】

1.一种3d打印的多孔janus生物炭流式电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的3d打印的多孔janus生物炭流式电极的制备方法，其特征在于，所述多孔疏水储氧层与亲水生物炭催化剂层的体积比为(1～2)：(3～6)。

3.根据权利要求1所述的3d打印的多孔janus生物炭流式电极的制备方法，其特征在于，步骤s1中，酸化和酸洗的酸性溶剂为盐酸、硝酸、氢氟酸、醋酸和磷酸中的至少一种，酸洗时污泥生物炭和酸性溶液的体积比为(1～2)：(5～10)。

4.根据权利要求1所述的3d打印的多孔janus生物炭流式电极的制备方法，其特征在于，步骤s2中，金属盐选自氯化铁、氯化锰、氯化铜、氯化锌和氯化钴中的至少一种，改性处理为超声处理、浸渍处理和水热处理中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的3d打印的多孔janus生物炭流式电极的制备方法，其特征在于，步骤s3中，生物炭催化剂、水性交联剂、活性单体、光引发剂、明胶和去离子水的质量比为(5～20)：(6～12...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵迎新，万慧林，田志富，李晨曦，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：