【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污水治理材料的合成领域，具体涉及到一种基于淀粉样纤维构建铜纳米簇电催化剂的方法及其在氯酚类废水中的应用。
技术介绍
1、工业废水中的主要污染物主要有三种：病原体污染物、金属污染物和有机污染物，其中，有机污染物造成的水体环境污染事故占总水体污染事故的一半，相比于其他污染物，对水体环境的危害最大。这些有机污染物对水体环境会产生严重污染，使工业废水成分更为复杂、浓度和盐度更高、ph变化更大、更难以难降解，有些还具有“三致”效应(即致癌、致畸、致突变)及生物积累性，对人体健康和生态环境造成严重威胁。因此，解决有机物污染问题已经刻不容缓。
2、氯酚类化合物是一种常见的有机污染物，产生于石油焦化、造纸印染、塑料制造等行业，在木材防腐剂、杀虫除草剂、生产防锈剂和油漆涂料等行业中因作为有机溶剂而得到广泛应用，其主要分布在土壤和地下水中。氯酚类化合物独特的结构使得其具有难降解性、半挥发性、高毒性,可在自然界中长期滞留的特点。
3、因此，对酚类废水的有效治理和污染控制已经成为亟需解决的关键问题。
4、目前，国内外对氯酚类废水的处理方法主要有物化法(如：吸附、萃取、膜处理)、化学氧化法(如：臭氧氧化法、fenton法、光催化法、超声降解法)和生物法。但是，这些方法都有其相应的缺点，物理化学的方法只适用于特定的污染物浓度，容易造成二次污染；生物处理时间长，设备占地面积大，且对微生物有毒性作用，处理效率低；化学氧化法对废水和反应环境要求高，也易造成二次污染。相比之下，电催化还原技术因其绿色高效，不会产生二
5、但是传统的电催化还原技术在实际应用过程中，由于电催化剂尺寸大小而引发一些难以解决的问题，尺寸过大易发生反应不均匀、效率低，而尺寸过小易发生迁移-聚集行为，存在活性面积低、分散不可控的现象。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
3、因此，本专利技术的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种基于淀粉样纤维构建铜纳米簇电催化剂的方法。
4、为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种基于淀粉样纤维构建铜纳米簇电催化剂的方法，包括，
5、将溶菌酶粉末溶解到水中，调节溶液ph至2，制得溶菌酶溶液；
6、以亚氧化钛tiso为基底，浸入溶菌酶溶液中，加热搅拌，得到淀粉样纤维afs溶液和tiso-afs电极；
7、将tiso-afs电极取出，加入淀粉样纤维溶液，添加铜金属离子溶液和还原剂，使得铜离子在电极表面固载并转化为铜单质，静置后用去离子水清洗，干燥得到tiso-afs-cu电极。
8、作为本专利技术所述方法的一种优选方案，其中：所述溶菌酶溶液的质量分数为1.8～2.2wt％。
9、作为本专利技术所述方法的一种优选方案，其中：所述加热搅拌，其中，加热温度为90℃，搅拌转速为180～200rpm，搅拌时间为5～12h。
10、作为本专利技术所述方法的一种优选方案，其中：所述铜金属离子溶液包括cuso4溶液，浓度为0.1m。
11、作为本专利技术所述方法的一种优选方案，其中：所述还原剂包括抗坏血酸溶液，且浓度为0.01m。
12、作为本专利技术所述方法的一种优选方案，其中：所述淀粉样纤维溶液、铜金属离子溶液和还原剂的体积比为5：1：100。
13、本专利技术的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种铜纳米簇电催化剂。
14、本专利技术的另一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种铜纳米簇电催化剂在在处理氯酚类废水中的应用。
15、作为本专利技术所述应用的一种优选方案，其中：通过质子交换膜将反应器分离为阴极电池和阳极电池；
16、采用亚氧化钛作为阳极，tiso-afs-cu电极作为阴极；
17、在整个还原过程中，控制恒定电位，电压为5v；
18、其中，电解液为0.1m na2so4溶液；
19、阴极室中为10mg/l的对氯酚污染液，阳极室中为0.1m na2so4电解液，作用时间为60min。
20、作为本专利技术所述应用的一种优选方案，其中：所述质子交换膜为nafion膜，大小为2cm×2cm；所述阴极电池和阳机电池容积各为200ml；
21、所述阴极和阳极的电极几何大小为2.5cm×4cm。
22、本专利技术有益效果：
23、(1)本专利技术提供一种可对氯酚类废水实现高效净化的由淀粉样纤维构建的铜纳米电催化剂的制备方法，以亚氧化钛tiso为基底，使用溶菌酶在基底表面自组装合成淀粉样纤维，加入铜离子溶液和还原剂原位诱导制成tiso-afs-cu阴极电催化剂，利用该材料搭建电化学反应器，实现对氯酚类废水实现高效净化。
24、(2)本专利技术中淀粉样纤维表面富含氨基酸，固载铜团簇时能使之均匀分布，使有效表面积最大化，保证铜团簇的原子利用效率的利用率；以淀粉样纤维为模板，在基底电极表面构筑小尺寸铜团簇为电催化还原的阴极催化剂，基于尺寸效应获得宏观体相电极所不具备的高效催化效果；本专利技术实现的网状基底电极可以避免电化学还原过程中传质受限弊端；从宏观和微观两方面实现该体系的高效运行。
25、(3)在传统电催化还原体系中，常采用贵金属催化剂，而本产品选用物料丰富、成本低廉的cu作为该体系的催化阴极，可达到与钯等贵金属相媲美的催化效果，针对传统催化剂固液分离困难、分布不可控的弊端，以淀粉样纤维作模板，可实现催化剂在基底电极上的稳定固载，同时，长径比较高的afs可在基底电极表面交联成三维网状结构，保证催化剂的高固载量和高电化学活性面积。
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1.一种基于淀粉样纤维构建铜纳米簇电催化剂的方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述溶菌酶溶液的质量分数为1.8～2.2wt％。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述加热搅拌，其中，加热温度为90℃，搅拌转速为180～200rpm，搅拌时间为5～12h。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述铜金属离子溶液包括CuSO4溶液，浓度为0.1M。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述还原剂包括抗坏血酸溶液，且浓度为0.01M。
6.如权利要求1、2、4或5中任一所述的方法，其特征在于：所述淀粉样纤维溶液、铜金属离子溶液和还原剂的体积比为5：1：100。
7.权利要求1～6中任一所述的方法制得的铜纳米簇电催化剂。
8.如权利要求7所述的铜纳米簇电催化剂在在处理氯酚类废水中的应用。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于：包括，
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于：所述质子交换膜为nafion膜，大小为2cm×2cm；所
...【技术特征摘要】
1.一种基于淀粉样纤维构建铜纳米簇电催化剂的方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述溶菌酶溶液的质量分数为1.8～2.2wt％。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述加热搅拌，其中，加热温度为90℃，搅拌转速为180～200rpm，搅拌时间为5～12h。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述铜金属离子溶液包括cuso4溶液，浓度为0.1m。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述还原剂包括抗坏血酸溶液，且浓度为...
【专利技术属性】
技术研发人员：张玉珍，滕洁，苏潇赞，佟瑶，许霞，卢泽楷，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：
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