公布日：2022.03.08
申请日：2021.12.15
分类号：C02F1/461(2006.01)I;C02F1/467(2006.01)I
摘要
一种难生化废水电化学高级氧化EAOPs多孔电极制备方法及多孔电极板，解决了如何制备稳定高比表面积与高表面活性的电极的问题。依据提供的方法制备的多孔电极板具有四级结构，极板上的多孔网状结构为第一级结构，3D打印时半熔融颗粒附着在网上形成突触第二级结构，极板振筛第一异种催化剂形成第三级结构，极板经沉积处理形成第四级结构。
权利要求书
1.一种难生化废水电化学高级氧化EAOPs多孔电极制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：S1：通过3D打印技术将催化活性金属打印成多孔网状结构的极板；S2：清理极板，去除极板中的游离颗粒；S3：以极板为筛网，振筛引入第一异种催化剂，随后对极板进行振实处理；S4：将极板进行沉积处理，引入第二异种催化剂，随后进行高温热处理，获得最终成品。
2.根据权利要求1所述的难生化废水电化学高级氧化EAOPs多孔电极制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：所述3D打印技术为选择性激光熔化或电子束熔融成型，所述催化活性金属为金属钛，极板的孔径为0.2-5mm，极板厚度为5-50mm。
3.根据权利要求2所述的难生化废水电化学高级氧化EAOPs多孔电极制备方法，其特征在于，所述金属钛为钛球形颗粒，颗粒直径为40-100μm。
4.根据权利要求1所述的难生化废水电化学高级氧化EAOPs多孔电极制备方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：清理极板先采用超声波震荡清洗，然后采用高压气体吹扫。
5.根据权利要求4所述的难生化废水电化学高级氧化EAOPs多孔电极制备方法，其特征在于，超声波震荡清洗频率为25-80KHz，清洗时间10-30min，高压气体吹扫的气压为0.1-0.6MPa。
6.根据权利要求1所述的难生化废水电化学高级氧化EAOPs多孔电极制备方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：第一异种催化剂为不规则颗粒，颗粒颗粒尺寸为18-1700μm，振实处理的振动幅度为0.5-3mm。
7.根据权利要求6所述的难生化废水电化学高级氧化EAOPs多孔电极制备方法，其特征在于，所述步骤3还包括：振实处理后，计算极板所负载的第一异种催化剂颗粒与极板质量比，控制质量比为0.1％-5％。
8.根据权利要求1所述的难生化废水电化学高级氧化EAOPs多孔电极制备方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：所述沉积处理采用物理气相沉积、化学气相沉积或电化学沉积。
9.根据权利要求1所述的难生化废水电化学高级氧化EAOPs多孔电极制备方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：所述高温热处理的处理温度为800-1600℃。
10.一种由权利要求1-9任一权利所述方法制得的多孔电极板，其特征在于，所述电极板具有四级结构，极板上的多孔网状结构为第一级结构，3D打印时半熔融颗粒附着在网上形成突触第二级结构，极板振筛第一异种催化剂形成第三级结构，极板经沉积处理形成第四级结构。
发明内容
基于现有技术缺陷，本发明提供一种难生化废水电化学高级氧化EAOPs多孔电极制备方法，解决了如何制备稳定高比面积与高表面活性的电极的问题，并提供一种依据提供的方法制备的具有四级结构的多孔电极板。
为实现上述目的，本发明第一方面提供一种难生化废水电化学高级氧化EAOPs多孔电极制备方法，包括以下步骤：
S1：通过3D打印技术将催化活性金属打印成多孔网状结构的极板；
S2：清理极板，去除极板中的游离颗粒；
S3：以极板为筛网，振筛引入第一异种催化剂，随后对极板进行振实处理；
S4：将极板进行沉积处理，引入第二异种催化剂，随后进行高温热处理，获得最终成品。
作为一种优选方案，3D打印技术为选择性激光烧结或电子束熔融成型，催化活性金属为金属钛，极板的孔径为0.2-5mm，极板厚度为5-50mm。
进一步的，金属钛为钛球形颗粒，颗粒直径为40-100μm。
作为一种优选方案，清理极板先采用超声波震荡清洗，然后采用高压气体吹扫。
进一步的，超声波震荡清洗频率为25-80KHz，清洗时间10-30min，高压气体吹扫的气压为0.1-0.6MPa。
作为一种优选方案，第一异种催化剂为不规则颗粒，颗粒颗粒尺寸为18-1700μm，振实处理的振动幅度为0.5-3mm。
进一步的，振实处理后，计算极板所负载的第一异种催化剂颗粒与极板质量比,控制质量比为0.1％-5％。
作为一种优选方案，沉积处理采用物理气相沉积、化学气相沉积或电化学沉积。
作为一种优选方案，高温热处理的处理温度为800-1600℃。
本发明的第二方面提供一种电芬顿电极板，依照上述任意一种方法制得，电极板具有四级结构，极板上的多孔网状结构为第一级结构，3D打印时半熔融颗粒附着在网上形成突触第二级结构，极板振筛第一异种催化剂形成第三级结构，极板经沉积处理形成第四级结构。
与现有技术相比，通过本发明提供的方法，其有益效果在于：
1)通过制备拥有宏观-中观-微观四级的，微-纳米复合的电芬顿催化极板，显著提高材料的比表面积，增加形成极板与溶液的接触反应面积，有利于电芬顿催化反应H2O2的生成。
2)采用特定工艺，减少3D打印球形颗粒的熔融程度及熔池深度，获得更多的半熔融颗粒粘结在多孔骨架表面，从而增加了半熔融颗粒比例，形成更多的微米级球形突触结构。
3)通过清理及去除极板贯通孔中的游离球形颗粒，释放3D打印极板骨架中贯通孔的中空结构，防止未熔融的球形颗粒堵塞骨架中贯通孔，接着通过振筛处理，增加不规则颗粒的嵌入，既保证了宏观孔的整体贯通，也提高了比表面积。
4)先后引入两种异种催化剂，从而提高极板表面的电化学催化活性。
（发明人：刘超;丁玉梅;陈会清）