【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚乳酸降解，特别是涉及一种聚乳酸降解电催化剂及其制备方法、应用。
技术介绍
1、考虑到塑料的持久耐用性，堆积在垃圾填埋场或环境中的化石衍生塑料废物产品无法通过生物或非生物手段分解，以聚乳酸为代表的生物降解塑料应运而生。它们占全球生物可降解聚合物市场规模的24％，一旦进入土壤，理论上矿化成水、二氧化碳(co2)和生物质等对环境友好的产物，从而被认为是商品塑料(例如聚乙烯和聚丙烯)的理想替代品。
2、然而，生物降解塑料在土壤中的完全降解仍然需要几个月甚至更长的时间，这将在一段时间内大量积累，阻碍了分解过程的进行。这些挑战促使化学回收技术发展，在不影响功能性的情况下回收聚乳酸的单体成分(乳酸)。电催化反应在化学回收技术中由于其反应速率快，降解率高而成为一条可行的降解路径。
3、近年来，非贵金属硫化物作为贵金属电解聚乳酸制氢的有效替代品已被不断地探索。其中镍基硫化物(nis、nis2、ni3s2、ni7s6和ni9s8)由于其丰富的化学价态和简易多样的制备方法而受到了广泛的关注。因其独特的d电子构型、良好的导电性和丰富的电催化活性位点而成为电催化剂的选择之一，但是其本征活性低下阻碍了进一步发展，因此需对催化剂进行调控，改善催化活性。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种聚乳酸降解电催化剂及其制备方法、应用，用于解决现有聚乳酸降解效果差、催化剂寿命短，催化剂本征活性低，难以重复使用的问题。
2、为实现上述
3、更优选地，所述多孔载体的孔隙度≥70％，这样的多孔载体具有较高的比表面积，能够提升催化层的附着面积，从而提升催化效果。
4、优选地，所述反应液中钼离子和硫脲的摩尔比为1:(1～10)。具体实施时，所述溶液中钼离子和硫脲的摩尔比可以但是不限于为1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9和1:10中的任意一种。
5、优选地，所述多孔载体为泡沫金属。
6、优选地，所述泡沫金属为泡沫镍。
7、优选地，所述水热反应的温度为100～200℃，时间为6～14h。具体实施时，水热反应温度可以但是不限于为100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃和200℃中的任意一种，水热反应时间可以但是不限于为6小时、8小时、10小时、12小时、14小时中的任意一种。
8、优选地，所述钼离子来源于可溶性钼盐，所述可溶性钼盐为六价钼酸根离子的可溶性盐。
9、优选地，所述可溶性钼盐选自na2moo4，(nh4)2moo4，mgmoo4，camoo4和k2moo4中的一种或多种。
10、更优选地，将多孔载体浸泡于反应液前，还包括多孔载体的预处理工序：采用盐酸和无水乙醇混合液对多孔载体进行洗涤，然后采用水进行洗涤，最后在50～70℃下真空干燥。预处理工序用以去除多孔载体表面的杂质，从而提升聚乳酸降解电催化剂的合成效率。
11、优选地，水热反应后还包括清洗和干燥工序。
12、更优选地，清洗工序采用无水乙醇和水交替进行。
13、更优选地，干燥在50～70℃下真空干燥。
14、本申请还提供了一种由上述制备方法制得的聚乳酸降解电催化剂。
15、本申请还提供了一种聚乳酸降解电催化剂在电化学催化降解聚乳酸中的应用。
16、本申请还提供了一种聚乳酸的电化学催化降解设备，包括电解槽，所述电解槽的阳极采用上述聚乳酸降解电催化剂。
17、所述电解槽为三电极电解槽，阳极为上述聚乳酸降解电催化剂，对电极为碳棒，参比电极为甘汞电极，电解质为koh水溶液。
18、本专利技术进一步提供了聚乳酸的电化学催化降解方法，包括以下步骤：
19、采用上述的电化学催化降解设备对含有聚乳酸和电解质的待处理水体进行电化学催化降解处理。
20、作为上述的聚乳酸的电化学催化降解方法的进一步改进：所述待处理水体中koh的浓度为0.01～1m；电流密度为0～2.5ma/cm2，电解温度为25～40℃。
21、koh的浓度可以但是不限于为0.1m、0.2m、0.3m、0.4m、0.5m、0.6m、0.7m、0.8m、0.9m、1m中的任意一种。具体实施时，电流密度可以但是不限于为10ma/cm2、20ma/cm2、30ma/cm2、40ma/cm2、50ma/cm2、60ma/cm2、70ma/cm2、80ma/cm2、90ma/cm2、100ma/cm2中的任意一种。
22、如上所述，本专利技术具有以下有益效果：
23、(1)本专利技术的电催化降解聚乳酸的阴极材料通过在多孔载体表面原位生长非晶与多晶异质结面催化涂层,使得催化涂层与多孔载体有效结合,催化涂层不易脱落,便于在使用后快速分离和回收,不会引起二次污染；
24、(2)本专利技术的电催化降解聚乳酸的阳极材料的金属催化涂层中不同晶态硫化物的存在不仅可以引发聚乳酸的分解产生乙酸，而且其形成的多级结构增大了反应活性面积，可以实现提升催化降解效率；
25、(3)本专利技术的电催化降解聚乳酸的阳极材料的制备方法的工艺简单，成本低，易于工业化生产，所得阳极材料使用方便，再生方便，使用寿命长，在电化学环境中能够高效催化聚乳酸，提升聚乳酸的降解效率，使得过渡金属硫化物催化降解聚乳酸的应用前景显著提升，有效解决了现有技术中聚乳酸降解效果差、催化剂寿命短、催化剂本征活性低，难以重复使用的技术问题，具有极强的实用性。
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1.一种聚乳酸降解电催化剂的制备方法，其特征在于，将多孔载体浸泡于反应液中，于密闭条件下进行水热反应，在多孔载体表面原位生长聚乳酸降解电催化剂；所述反应液为钼离子和硫脲的混合水溶液。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述反应液中钼离子和硫脲的摩尔比为1:(1～10)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述多孔载体为泡沫金属。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述泡沫金属为泡沫镍。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述水热反应的温度为100～200℃，时间为6～14h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述钼离子来源于可溶性钼盐，所述可溶性钼盐为六价钼酸根离子的可溶性盐。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述可溶性钼盐选自Na2MoO4，(NH4)2MoO4，MgMoO4，CaMoO4和K2MoO4中的一种或多种。
8.一种由如权利要求1～7任意一项所述的制备方法制得的聚乳酸降解电催化剂。
9.一种如权利
10.一种聚乳酸的电化学催化降解设备，其特征在于：包括电解槽，所述电解槽的阳极采用如权利要求8所述的聚乳酸降解电催化剂。
...【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸降解电催化剂的制备方法，其特征在于，将多孔载体浸泡于反应液中，于密闭条件下进行水热反应，在多孔载体表面原位生长聚乳酸降解电催化剂；所述反应液为钼离子和硫脲的混合水溶液。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述反应液中钼离子和硫脲的摩尔比为1:(1～10)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述多孔载体为泡沫金属。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述泡沫金属为泡沫镍。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述水热反应的温度为100～200℃，时间为6～14h。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘文贤，孔超，曹澥宏，毋芳芳，施文慧，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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