[發明專利]一種利用3D成型技術制備光催化片材的方法

有效

• 申請號: 201810454148.0
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108587135B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 趙興科;錢瑞環;譚永貞;黃俊俊;黃夢茹;鄭子銀
• 申請（專利權）人: 合肥學院
• 主分類號: C08L77/00
• 分類號: C08L77/00;C08L23/12;C08L23/06;C08L81/02;C08L55/02;C08K3/22;C08K5/098;B29C64/135;B33Y10/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種利用3D成型技術制備光催化片材的方法，包括以下步驟：（1）將聚合物粒料深冷破碎，進行分級處理，選取不同粒度的聚合物粉體，加入0.5?2%的抗氧化劑混合均勻，進行晶化處理；（2）將聚合物粉體分散在酸性溶液中攪拌0.1?5小時，刻蝕后水洗至中性烘干；（3）將聚合物粉體采用共沉淀法在其表面沉積光催化介質；（4）聚合物粉體，采用選擇性激光燒結工藝制備具有光催化功能的片材。與現有技術相比，本發明的有益效果為：本發明制備的聚合物粉體中，光催化介質和聚合物粉體分散性能好且同基團表面粘接性能優異；制備工藝簡單，可高效化生產；聚合物片材形狀可控，制備的聚合物粉體打印出的片材更適用于光催化，催化效率高。

技術領域

本發明涉及化學鍍及復合材料制備領域，特別是一種利用3D成型技術制備光催化片材的方法。

背景技術

3D成型即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。

光催化材料包括二氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、氧化鐵、二氧化鋯、硫化鎘等多種氧化物硫化物半導體，但氧化鋅、硫化鎘不穩定，二氧化鈦光催化劑量子效率低且只能吸收紫外光,太陽能利用率低，CuO₂光能利用率低。因此需要進行改進得到更為適合光催化的材料。

目前利用3D成型技術制備材料的工藝較為復雜，材料利用效率較低。例如：專利201510554429.X公開了3D成型制備TiO₂多功能膜的方法，此方法將有機鈦粉末與納米二氧化鈦粉末混合；然后將物料送入3D 粉末打印機中打印成膜；最后對打印的膜進行激光燒結,形成TiO₂多功能膜。這種工藝制備的材料利用率低，適用范圍較小，和本發明具有本質的區別。再如專利201611213123.9公開了3D成型制備過濾膜的方法。此方法是利用多種原材料經去污、干燥、混合、激光描成型、冷卻等步驟制成過濾膜。該方法制備工藝復雜，成本較高，與本發明專利有明顯技術上的差異。因此，現有的利用3D成型技術制備光催化片材的方法有待改進。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用3D成型技術制備光催化片材的方法，以解決現有技術中的不足，它能夠克服聚合物顆粒間粘接致密，光催化材料轉化效率較低等缺點。

本發明提供了一種利用3D成型技術制備光催化片材的方法，包括以下步驟：

（1）將聚合物粒料深冷破碎，進行分級處理，選取不同粒度的聚合物粉體，加入0.5-2%的抗氧化劑混合均勻，進行晶化處理；

（2）將步驟（1）中所得的聚合物粉體分散在酸性溶液中攪拌0.1-5小時，濃度為0.1-200g/L，刻蝕后水洗至中性烘干；

（3）將步驟（2）中所得的聚合物粉體采用共沉淀法在其表面沉積光催化介質，在80-200℃的氣氛保護下烘干，加入0.5%-1.5%的助流劑混合均勻；

（4）將步驟（3）中所得的聚合物粉體，采用選擇性激光燒結工藝制備具有光催化功能的片材，激光功率為3W-30W，燒結溫度為 100-190℃，使用乙醇溶液超聲清洗后烘干。

優選的是，步驟（1）中所述分級處理為射流分級、旋風式分級、渦輪式分級、振動篩分級中的至少一種，粉體粒徑為50~80μm。

優選的是，步驟（1）中所述晶化處理工藝為80-200℃的氣氛保護下保溫1-6小時后，隨爐冷卻。

優選的是，步驟（2）中所述酸性溶液為硫酸、硝酸、醋酸、甲酸、鹽酸、檸檬酸、氫氟酸的至少一種。