[发明专利]三维熔融沉积生物膜填料、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种制备生物膜填料的方法，其特征在于，包括：

(1)采用聚丙烯，通过3D打印，形成多孔基体；

(2)采用纳米颗粒混合物，通过3D打印，在所述多孔基体的侧壁以及上表面形成缓释层，以便获得缓释层-多孔基体复合体，所述纳米颗粒混合物包括聚丙烯、聚乙二醇、马来酸酐、抗氧化剂、聚乳酸以及氧化锌纳米颗粒，所述纳米颗粒混合物中，所述聚丙烯、聚乙二醇、马来酸酐、抗氧化剂、聚乳酸以及氧化锌纳米颗粒的质量比为74.41:3.68:1.16:18.4:2.32:0.97，其中，所述聚乙二醇的分子量为200～600；所述氧化锌纳米颗粒的粒径为20-100nm；

(3)对所述缓释层-多孔基体复合体依次进行热处理以及紫外光处理，以便获得所述生物膜填料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多孔基体的比表面积为260-300m²/m³。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物膜填料的密度为0.92g/cm³。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缓释层的厚度为1～3mm，且所述缓释层具有不超过5％的表面厚度偏差。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述抗氧化剂包括选自抗氧化剂1010、抗氧化剂1076以及抗氧化剂1135的至少之一。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳米颗粒混合物是通过以下步骤获得的：

(2-1)对所述聚丙烯、所述聚乙二醇、所述马来酸酐以及所述氧化锌纳米颗粒分别进行干燥处理，

其中，对所述聚丙烯、所述聚乙二醇以及所述马来酸酐进行所述干燥处理的条件为：温度90摄氏度，时间2小时；对所述氧化锌纳米颗粒进行干燥处理的条件为：温度280摄氏度，时间2小时；以及

(2-2)将经过所述干燥处理的所述聚丙烯、所述聚乙二醇、所述马来酸酐以及所述氧化锌纳米颗粒与所述抗氧化剂以及所述聚乳酸混合并搅拌，以便形成所述纳米颗粒混合物。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述热处理的条件为：温度为50～80摄氏度，处理时间为20-30分钟；

所述紫外光处理的条件为：紫外灯功率密度为150W/cm²,光照时间为20～50秒。

8.一种生物膜填料，其特征在于，所述生物膜填料是通过权利要求1～7任一项所述的方法制备的。

9.一种生物膜填料，其特征在于，包括：

聚丙烯多孔基体；以及

纳米颗粒混合物缓释层，所述纳米颗粒混合物缓释层设置在所述聚丙烯多孔基体的侧壁以及上表面上，所述纳米颗粒混合物缓释层的厚度为1～3mm，且所述纳米颗粒混合物缓释层具有不超过5％的表面厚度偏差，所述生物膜填料是通过3D打印形成的，

其中，所述纳米颗粒混合物包括聚丙烯、聚乙二醇、马来酸酐、抗氧化剂、聚乳酸以及氧化锌纳米颗粒，所述聚丙烯、聚乙二醇、马来酸酐、抗氧化剂、聚乳酸以及氧化锌纳米颗粒的质量比为74.41:3.68:1.16:18.4:2.32:0.97；

所述聚乙二醇的分子量为200～600；

所述氧化锌纳米颗粒的粒径为20-100nm；

所述抗氧化剂包括选自抗氧化剂1010、抗氧化剂1076以及抗氧化剂1135的至少之一。

10.根据权利要求9所述的生物膜填料，其特征在于，所述生物膜填料为悬浮填料。

11.根据权利要求10所述的生物膜填料，其特征在于，所述生物膜填料的密度为0.92g/cm³。

12.权利要求8～11任一项所述的生物膜填料在污水处理中的用途。