[實(shí)用新型]一種實(shí)驗(yàn)室用3D打印的結(jié)構(gòu)催化攪拌槳

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821996451.5
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN209378821U
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶勝洋;武娟娟
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: B01F7/00
• 分類號: B01F7/00
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;劉秋彤

本實(shí)用新型提供了一種實(shí)驗(yàn)室用3D打印的結(jié)構(gòu)催化攪拌槳，屬于攪拌槳結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。該實(shí)驗(yàn)室用3D打印的結(jié)構(gòu)催化攪拌槳包括槳軸、槳葉以及修飾結(jié)構(gòu)。具有上述特殊槳葉結(jié)構(gòu)的催化攪拌槳，可以加強(qiáng)攪拌過程中的湍流擾動，提高反應(yīng)物的預(yù)混合從而提高催化效率。進(jìn)一步地，可通過表面修飾將金屬鈀負(fù)載到催化器件表面，該催化器件可催化很多反應(yīng)。同時，還可通過3D繪圖軟件設(shè)計(jì)具有其他槳葉結(jié)構(gòu)的攪拌槳，如光子晶體結(jié)構(gòu)的攪拌槳，再做進(jìn)一步的表面修飾負(fù)載催化劑以后，可以作為催化攪拌槳使用在催化反應(yīng)中。該實(shí)驗(yàn)室用3D打印的結(jié)構(gòu)催化攪拌槳還能提高催化劑的重復(fù)利用效率，減少催化劑的損失，使得催化劑易于從反應(yīng)液中分離。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種通過將3D打印技術(shù)和表面修飾結(jié)合制造的結(jié)構(gòu)催化攪拌槳，屬于攪拌槳結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

3D打印也稱為增材制造，被譽(yù)為“第三次工業(yè)革命”的重要標(biāo)志。它的顯著特點(diǎn)是可節(jié)省材料，能快速成型，可以設(shè)計(jì)和精確控制不同的結(jié)構(gòu)，滿足個性化要求，能輕松地打造傳統(tǒng)技術(shù)難以加工的器件，發(fā)展前景良好。目前了解到的3D打印制造技術(shù)主要分為以下六種，即熔融沉積快速成型，光固化快速成型，選擇性激光燒結(jié)，三維噴涂粘結(jié)技術(shù)，疊層實(shí)體制造技術(shù)以及數(shù)字光處理技術(shù)。光固化成型技術(shù)是一種以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，以液態(tài)光敏樹脂為材料，通過逐層打印方式來構(gòu)造物體的技術(shù)，它具有精度高，可快速凝固成型，制品表面光滑以及綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)；并且可以通過調(diào)節(jié)光敏樹脂的成分、比例，通過不斷優(yōu)化，得到性能優(yōu)異的3D打印光敏樹脂，從而使得打印物品的物理化學(xué)性能得到改善和提高。

隨著環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)和可持續(xù)發(fā)展理念的強(qiáng)化，新型催化劑體系的發(fā)展已成為一個更為重要的課題，催化劑結(jié)構(gòu)與催化性能的關(guān)系受到了很大的關(guān)注，而由于3D打印可以精確控制結(jié)構(gòu)，已被證實(shí)可以應(yīng)用于催化材料的制備。其優(yōu)勢在于可根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品的要求優(yōu)化打印材料的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高催化性能；擴(kuò)大催化材料范圍，將新成分如碳?xì)饽z、石墨烯、聚合物和金屬有機(jī)框架引入整體催化體系；以相對較低的成本實(shí)現(xiàn)精細(xì)結(jié)構(gòu)的制備，可以定制和嚴(yán)格控制結(jié)構(gòu)，避免常規(guī)制備方法所需的復(fù)雜制造工藝；可制備微反應(yīng)器，打印結(jié)構(gòu)不僅提供催化劑組分而且還控制反應(yīng)物的流動，進(jìn)而可能顯著提高催化性質(zhì)。

3D打印催化器件的材料大致分為樹脂類材料，金屬材料，陶瓷材料，工程塑料類材料以及石墨烯材料等等。在這樣一個大環(huán)境下，我們希望能夠利用3D打印的這種優(yōu)勢，將其與催化材料的制備相結(jié)合，制造一種效果更優(yōu)，制備簡易的催化器件。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題提供一種實(shí)驗(yàn)室用攪拌槳結(jié)構(gòu)，其目的是通過3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)并打印具有特殊槳葉結(jié)構(gòu)的攪拌槳，加強(qiáng)攪拌過程中的擾動，提高攪拌效率；并且結(jié)合表面修飾技術(shù)的方法，構(gòu)筑一種結(jié)構(gòu)催化攪拌槳。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案：

一種實(shí)驗(yàn)室用3D打印的結(jié)構(gòu)催化攪拌槳，該結(jié)構(gòu)催化攪拌槳包括槳軸1、槳葉2和修飾結(jié)構(gòu)3；修飾結(jié)構(gòu)3為菱形方塊，位于槳葉2的表面，用于加強(qiáng)攪拌過程中的湍流擾動，提高反應(yīng)物的混合及催化效率；所述的結(jié)構(gòu)催化攪拌槳表面修飾負(fù)載金屬催化層，能夠直接作為結(jié)構(gòu)催化器件用于催化反應(yīng)中。

所述的槳葉2高度:槳葉2長度:槳葉2厚度:槳軸1高度＝10mm:30mm:1mm:30mm。

所述的結(jié)構(gòu)催化攪拌槳的材質(zhì)為樹脂類材料、工程塑料類材料或金屬材料。

所述的結(jié)構(gòu)催化攪拌槳是通過3D打印獲得。

所述的負(fù)載金屬催化層通過在3D打印獲得的結(jié)構(gòu)催化攪拌槳表面做進(jìn)一步修飾獲得。

本實(shí)用新型的有益效果：

1.該制備攪拌槳的方法步驟簡單、綠色環(huán)保、可精確控制結(jié)構(gòu)。

2.該方法制備的催化攪拌槳槳葉表面上的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)了流體的流動，提高了攪拌效率，負(fù)載了催化劑以后的攪拌槳在催化反應(yīng)中的反應(yīng)效率得到提高。