[实用新型]一种实验室用3D打印的结构催化搅拌桨

说明书

本实用新型提供了一种实验室用3D打印的结构催化搅拌桨，属于搅拌桨结构领域。该实验室用3D打印的结构催化搅拌桨包括桨轴、桨叶以及修饰结构。具有上述特殊桨叶结构的催化搅拌桨，可以加强搅拌过程中的湍流扰动，提高反应物的预混合从而提高催化效率。进一步地，可通过表面修饰将金属钯负载到催化器件表面，该催化器件可催化很多反应。同时，还可通过3D绘图软件设计具有其他桨叶结构的搅拌桨，如光子晶体结构的搅拌桨，再做进一步的表面修饰负载催化剂以后，可以作为催化搅拌桨使用在催化反应中。该实验室用3D打印的结构催化搅拌桨还能提高催化剂的重复利用效率，减少催化剂的损失，使得催化剂易于从反应液中分离。

技术领域

本实用新型涉及一种通过将3D打印技术和表面修饰结合制造的结构催化搅拌桨，属于搅拌桨结构领域。

背景技术

3D打印也称为增材制造，被誉为“第三次工业革命”的重要标志。它的显著特点是可节省材料，能快速成型，可以设计和精确控制不同的结构，满足个性化要求，能轻松地打造传统技术难以加工的器件，发展前景良好。目前了解到的3D打印制造技术主要分为以下六种，即熔融沉积快速成型，光固化快速成型，选择性激光烧结，三维喷涂粘结技术，叠层实体制造技术以及数字光处理技术。光固化成型技术是一种以数字模型为基础，以液态光敏树脂为材料，通过逐层打印方式来构造物体的技术，它具有精度高，可快速凝固成型，制品表面光滑以及绿色环保等优点；并且可以通过调节光敏树脂的成分、比例，通过不断优化，得到性能优异的3D打印光敏树脂，从而使得打印物品的物理化学性能得到改善和提高。

随着环保意识的不断增强和可持续发展理念的强化，新型催化剂体系的发展已成为一个更为重要的课题，催化剂结构与催化性能的关系受到了很大的关注，而由于3D打印可以精确控制结构，已被证实可以应用于催化材料的制备。其优势在于可根据目标产品的要求优化打印材料的结构，进一步提高催化性能；扩大催化材料范围，将新成分如碳气凝胶、石墨烯、聚合物和金属有机框架引入整体催化体系；以相对较低的成本实现精细结构的制备，可以定制和严格控制结构，避免常规制备方法所需的复杂制造工艺；可制备微反应器，打印结构不仅提供催化剂组分而且还控制反应物的流动，进而可能显著提高催化性质。

3D打印催化器件的材料大致分为树脂类材料，金属材料，陶瓷材料，工程塑料类材料以及石墨烯材料等等。在这样一个大环境下，我们希望能够利用3D打印的这种优势，将其与催化材料的制备相结合，制造一种效果更优，制备简易的催化器件。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题提供一种实验室用搅拌桨结构，其目的是通过3D打印技术设计并打印具有特殊桨叶结构的搅拌桨，加强搅拌过程中的扰动，提高搅拌效率；并且结合表面修饰技术的方法，构筑一种结构催化搅拌桨。

本实用新型的技术方案：

一种实验室用3D打印的结构催化搅拌桨，该结构催化搅拌桨包括桨轴1、桨叶2和修饰结构3；修饰结构3为菱形方块，位于桨叶2的表面，用于加强搅拌过程中的湍流扰动，提高反应物的混合及催化效率；所述的结构催化搅拌桨表面修饰负载金属催化层，能够直接作为结构催化器件用于催化反应中。

所述的桨叶2高度:桨叶2长度:桨叶2厚度:桨轴1高度＝10mm:30mm:1mm:30mm。

所述的结构催化搅拌桨的材质为树脂类材料、工程塑料类材料或金属材料。

所述的结构催化搅拌桨是通过3D打印获得。

所述的负载金属催化层通过在3D打印获得的结构催化搅拌桨表面做进一步修饰获得。

本实用新型的有益效果：

1.该制备搅拌桨的方法步骤简单、绿色环保、可精确控制结构。

2.该方法制备的催化搅拌桨桨叶表面上的结构加强了流体的流动，提高了搅拌效率，负载了催化剂以后的搅拌桨在催化反应中的反应效率得到提高。