最近,華中科技大學材料科學與工程學院非晶態(tài)材料研究室柳林教授課題組的楊沖、張誠等人,利用3D打印/脫合金化復合技術(shù)成功制備出三維分級納米多孔Cu催化劑(3D NP-Cu),并系統(tǒng)研究其污水降解性能。所開發(fā)的新型3D NP-Cu催化劑的比表面積相比非晶條帶增加了660倍,因此表現(xiàn)出優(yōu)異的催化降解性能。其對偶氮染料的降解效率分別是商用Cu2+和Cu粉的14倍和4倍。此外,3D NP-Cu還表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性,在多次循環(huán)后催化效率仍保持90%以上。
這種催化劑還能高效降解復雜染料(多種混合染料)以及有效去除廢水COD。研究發(fā)現(xiàn),3D NP-Cu的高效催化性能來源于大比表面積,豐富的表面原子臺階與納米Cu2O顆粒,以及便于物質(zhì)傳輸?shù)奈⒖捉Y(jié)構(gòu)。作者還展示了利用這種新型3D打印技術(shù)構(gòu)建復雜催化劑構(gòu)件的可行性,并驗證了其催化性能。
圖2:3D NP-Cu催化劑顯微結(jié)構(gòu)表征(SEM,XRD,XPS)
圖3:3D打印納米多孔風扇及其催化降解性能展示