[發明專利]一種3D打印整體式合金催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010167139.0
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111229231B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 王曉龍;郜時旺;許世森;劉練波;王紹民
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: B01J23/755
• 分類號: B01J23/755;B01J23/80;B01J23/22;B01J35/10;C07C1/04;C07C9/04;B01D53/86;B01D53/56;B22F3/105;B33Y10/00;B33Y50/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張海平

1.一種3D打印整體式合金催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：根據整體式合金催化劑配方，稱取質量比為(1～3)：(1～6)的具有催化活性的金屬粉體A和能被堿性溶液溶解的金屬粉體B待用；

步驟2：設計具有孔道結構的三維立體模型，根據三維立體模型設定3D打印機的數控程序；

步驟3：將金屬粉體A作為活性組分粉體，將金屬粉體B作為載體粉體，在惰性氣氛下進行3D打印；使用堿溶液對所得產物的載體進行溶解處理后，得到整體式合金催化劑。

2.如權利要求1所述的3D打印整體式合金催化劑的制備方法，其特征在于，金屬粉體A和金屬粉體B的粒徑＜100μm。

3.如權利要求1所述的3D打印整體式合金催化劑的制備方法，其特征在于，金屬粉體A為鎳、銅、鈷、鐵、鈦、釩、鈰或鋯。

4.如權利要求1所述的3D打印整體式合金催化劑的制備方法，其特征在于，金屬粉體B為鋁、鋅或鈹。

5.如權利要求1所述的3D打印整體式合金催化劑的制備方法，其特征在于，三維立體模型為圓環式、蜂窩式或網格式。

6.如權利要求1所述的3D打印整體式合金催化劑的制備方法，其特征在于，步驟2具體為：通過3D模型設計軟件制作相應的具有孔道結構的三維立體模型，并將3D模型的格式轉為二進制格式，將二進制格式信息進行編程處理，在編程軟件中確定結構輪廓，對打印路徑進行規劃，根據整體式合金催化劑配方選擇切換金屬粉體A和金屬粉體B的打印位置，得到3D打印機的數控程序。

7.如權利要求1所述的3D打印整體式合金催化劑的制備方法，其特征在于，步驟3中，堿溶液為氫氧化鈉溶液。

8.如權利要求7所述的3D打印整體式合金催化劑的制備方法，其特征在于，氫氧化鈉溶液的濃度為1～8mol/L，溶解處理的時間為0.5～24小時。

9.采用權利要求1～8中任意一項所述制備方法制得的3D打印整體式合金催化劑。

10.權利要求9所述的3D打印整體式合金催化劑在甲烷化反應、脫硝反應和甲醇合成反應中的應用，其特征在于，甲烷化反應時，金屬粉體A為鎳，金屬粉體B為鋁，金屬粉體A與金屬粉體B的質量比為1：2；脫硝反應時，金屬粉體A為釩，金屬粉體B為鋁，金屬粉體A與金屬粉體B的質量比為1：3；甲醇合成反應時，金屬粉體A為銅，金屬粉體B為鋅，金屬粉體A與金屬粉體B的質量比為1：1。