[發明專利]利用3D技術制備Ti4

有效

• 申請號: 202110388888.0
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113149146B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 李威;何忠艷;呂斯濠;林輝;劉倩
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/72;B28B1/00;B28B17/02;B33Y10/00;B33Y40/10;B33Y70/10;B33Y80/00;C02F101/30
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 葉玉鳳;馮春回

本發明公開一種利用3D技術制備Ti₄O₇電極的方法，包括有以下步驟；(1)選材；(2)預處理；(3)混料；(4)3D建模；(5)鋪設打印粉末；(6)激光掃描；(7)平臺下降；(8)余料清除。通過使用本發明3D打印技術打印出的三維Ti₄O₇電極，其實現了微生物電化學系統中具有孔隙結構的三維電極的制造，表面活性點排布更多，具有更高的孔隙率和比表面積，更有利于微生物的附著和生長。該三維Ti₄O₇電極作為陽極應用到污水處理時，相較二維Ti₄O₇電極作為陽極對廢水的降解率大大提升。

技術領域

本發明涉及電化學電極制造領域技術，尤其是指一種利用3D技術制備 Ti₄O₇電極的方法與應用。

背景技術

電化學氧化技術在廢水處理方面的應用最大優勢在于處理效率高、操作條件溫和、自控方便等。陽極產生的羥基自由基可以在電極表面無選擇性的與各種難降解有機物以不同的擴散速率發生氧化反應。電化學氧化對有機污染物的去除率在很大程度上取決于陽極材料的性質，因此，提高陽極材料的電化學性能尤為重要。

陽極作為電化學氧化裝置的重要組件極大地影響污染物降解性能。

亞氧化鈦具有卓越的電化學性能，因此把其作為陽極材料應用于電化學高級氧化中對難降解有機物具有促進作用，但電極的質量較大程度上受到人為操作因素和外界實驗條件的影響。如何提高亞氧化鈦電極的制作效率及增加電極表面活性位點成為改進該技術的主要問題。

發明內容

有鑒于此，本發明針對現有技術存在之缺失，其主要目的是提供利用 3D技術制備Ti₄O₇電極的方法、多孔三維Ti₄O₇電極及應用，其解決了如何提高亞氧化鈦電極的制作效率及增加電極表面活性位點的問題。

為實現上述目的，本發明采用如下之技術方案：

一種利用3D技術制備Ti₄O₇電極的方法，包括有以下步驟；

步驟(1)選材：選取納米級的Ti₄O₇粉末為原料；

步驟(2)預處理：以重量分計，取2份Ti₄O₇粉末，0.2-0.5份無水乙醇，放入容器中混合；再利用加熱磁力攪拌器在90℃的條件下將容器中混合液體加熱至干燥；然后放入烘箱，并設定烘箱溫度為60 ℃ 并烘烤10h；接著將烘烤完成的粉劑放入球磨儀進行研磨，所得到的粉末為經過預處理的 Ti₄O₇粉末；

步驟(3)混料：以質量百分數計，預處理的Ti₄O₇粉體質量百分數為 50％～90％，高分子粘結劑環氧樹脂質量百分數為10％～50％；將所述預處理的Ti₄O₇粉體和高分子粘結劑環氧樹脂按照質量百分數進行混合，再放入球磨儀進行機械混合和研磨，使預處理Ti₄O₇粉體與高分子粘結劑環氧樹脂達到完全均勻混合；

步驟(4)3D建模：使用三維制圖軟件繪制出所需要打印的三維模型電極并設定3D打印參數；

步驟(5)鋪設打印粉末：將步驟(3)中得的混合粉末鋪設于3D打印機中的升降平臺與刮料板之間的區域，待混合粉末完成鋪設后，利用刮料板將超過設定厚度的混合粉末刮除得到設定厚度的打印粉末層，每層打印粉末層厚度一致，其厚度為0.1mm-0.2mm；