3D打印的单体石:从粉末到有效的催化剂,用于抗生素降解
S Fernandez-Velayos1, G Vergara1, J M Olmos2
1Departamento de Química Física Aplicada, Facultad de Ciencias, Universidad Autónoma de Madrid, 28049 Madrid, Spain.
The Science of the total environment
|September 27, 2023
概括
研究人员开发了用于废水处理的3D打印的氧化铁-聚乳酸 (PLA) 单体. 这些新型催化剂可实现高达82%的素降解,为净化水提供了具有成本效益和持久性的解决方案.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 环境科学与技术 环境科学与技术
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 人们对3D打印越来越感兴趣,因为它可以用于先进的废水处理技术.
- 需要提高水净化方法的有效性和耐用性.
- 3D打印能够创建复杂的几何形状,具有多样化的材料组成.
研究的目的:
- 开发和评估使用非商业氧化铁和聚乳酸 (PLA) 丝用于废水处理的3D打印单体.
- 研究不同单立体设计对流体动力学和降解效率的影响.
- 为了优化氧化剂剂量和评估长期性能和催化剂稳定性.
主要方法:
- 从氧化铁和PLA粉末混合物制造3D单体 (15-Fe3O4@PLA和15-Fe3O4@PLA-DM).
- 使用扫描电子显微镜 (SEM),差分扫描热量计 (DSC) 和莫斯巴尔光谱学进行了表征.
- 在连续流反应器中进行了ofloxacin降解实验,加上计算流体动力学 (CFD) 模拟和氧化剂优化.
主要成果:
- 在优化条件下,单体石实现了55%和82%的洛素降解.
- 15-Fe3O4@PLA-DM单体在120小时的连续运行中保持了67%的降解.
- 一个固定床反应堆用磨砂颗粒实现了全局的洛素降解,铁出最小 (<0.1 ppm).
结论:
- 与传统技术相比,3D打印提供了一种具有成本效益,可复制和节省时间的方法,用于开发支持的催化剂.
- 开发的3D打印氧化铁-PLA催化剂显示出高效率和稳定性,用于从废水中去除ofloxacin.
- 活性部位的最小水表明催化剂对PLA支的附着性很好,提高了耐用性.
