[发明专利]一种3D打印整体式复合结构催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种3D打印整体式复合结构催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据整体式复合结构催化剂配方，称取质量比为（1~6）：（1~3）的硅粉和具有催化活性的金属粉体待用；金属粉体为镍、铜、钴、铁、钛、钒、铈或锆；

步骤2：设计具有孔道结构的三维立体模型，根据三维立体模型设定3D打印机的数控程序；

步骤3：将金属粉体作为活性组分粉体，将硅粉作为载体粉体，在惰性气氛下进行3D打印；使用碱溶液对所得产物的载体进行溶解处理后，得到整体式复合结构催化剂。

2.如权利要求1所述的3D打印整体式复合结构催化剂的制备方法，其特征在于，金属粉体粒径＜100μm。

3.如权利要求1所述的3D打印整体式复合结构催化剂的制备方法，其特征在于，硅粉的粒径＜100μm。

4.如权利要求1所述的3D打印整体式复合结构催化剂的制备方法，其特征在于，三维立体模型为多孔式、圆环式、蜂窝式或网格式。

5.如权利要求1所述的3D打印整体式复合结构催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2具体为：通过3D模型设计软件制作相应的具有孔道结构的三维立体模型，并将3D模型的格式转为二进制格式，将二进制格式信息进行编程处理，在编程软件中确定结构轮廓，对打印路径进行规划，根据整体式复合结构催化剂配方选择切换金属粉体和硅粉的打印位置，得到3D打印机的数控程序。

6.如权利要求1所述的3D打印整体式复合结构催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3中，碱溶液为氢氧化钠溶液。

7.如权利要求6所述的3D打印整体式复合结构催化剂的制备方法，其特征在于，氢氧化钠溶液的浓度为1~8mol/L，溶解处理的时间为0.5~24小时。

8.采用权利要求1~7中任意一项所述制备方法制得的3D打印整体式复合结构催化剂。

9.权利要求8所述的3D打印整体式复合结构催化剂在甲烷化反应、脱硝反应和甲醇合成反应中的应用，其特征在于，甲烷化反应时，金属粉体为镍，金属粉体与硅粉的质量比为1：2；脱硝反应时，金属粉体为钒，金属粉体与硅粉的质量比为1：3；甲醇合成反应时，金属粉体为铜，金属粉体与硅粉的质量比为1：1。