[发明专利]一种3D打印有机储氢材料的催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种3D打印有机储氢材料的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：将干燥后的堇青石粉末与光敏树脂混合，并于球磨机中充分球磨，得到堇青石光敏树脂浆料；使用建模软件进行三维结构设计，将堇青石光敏树脂浆料倒入DLP光固化打印机料槽中进行打印，得到堇青石蜂窝陶瓷坯体；

步骤2)：将堇青石蜂窝陶瓷坯体蒸发、热解打印结构中有机物，并进行烧结，得到整体式堇青石蜂窝陶瓷载体；

步骤3)：以堇青石蜂窝陶瓷载体为基底，将合成的催化剂成分搭载在基底表面，制备整体式催化剂。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中光敏树脂的原料包括以质量百分比计的预聚物30-70％，稀释剂15-60％，光引发剂1-5％及余量的添加剂0.1％-5.0％，其中，预聚物、稀释剂均为丙烯酸酯类聚合物。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中堇青石粉末与光敏树脂的质量比为4：1-1：4。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中球磨机的转速设置为300-500r/min，球磨时间为2-12h；所述的建模软件为AutoCAD、3DMAX、SolidWorks或Materialise Magics；所述DLP光固化打印机的光固化曝光功率为5-50mW/cm²，首层曝光时间为10-20s，其它层的曝光时间为2-15s，切片厚度为25-100μm。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中蒸发、热解的温度为50-450℃，时间为2-15h；所述烧结的温度为1200-1400℃，时间为5-20h。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中的催化剂成分为硝酸铂、硝酸铅、硝酸铑、硝酸钌、氯化铂、氯化铅、氯化铑、氯化钌和氯化金中的至少一种，催化剂的搭载合成方法为水热法、溶剂热法、溶胶凝胶法、直接涂敷法、自组装法、化学气相沉积法、微乳液法、溶胶热法、模板辅助溶剂法或浸渍法。

7.权利要求1所述的制备方法制备的3D打印有机储氢材料的催化剂，其特征在于，所述整体式催化剂具有多孔道立体结构。

8.一种有机储氢材料加氢的方法，其特征在于，将权利要求7所述的3D打印有机储氢材料的催化剂装填于固定床反应器中，将有机储氢材料通入固定床反应器中，调控有机储氢材料的进料速率为0.5-3.0h^-1，然后将氢气压力调整到5-8Mpa，反应温度升至180-250℃；待装置稳定运行后，取样测定有机储氢材料的加氢程度。

9.如权利要求8所述的有机储氢材料加氢的方法，其特征在于，所述的有机储氢材料为8-甲基喹啉、二苄基甲苯、苯乙烯、甲苯、对二甲苯、邻二甲苯、吡啶、乙二醇、环己烷、甲基环己烷、十氢化萘、喹啉、异喹啉、咔唑、甲基咔唑和乙基咔唑中的至少一种。

10.一种有机储氢材料脱氢的方法，其特征在于，将权利要求7所述的3D打印有机储氢材料的催化剂装填于固定床反应器中，将有机储氢材料通入固定床反应器中，调控有机储氢材料的进料速率为0.3-2.0h^-1，然后将氢气压力调整到0-0.1Mpa，反应温度升至200-300℃；待装置稳定运行后，取样测定有机储氢材料的脱氢程度。

11.如权利要求10所述的有机储氢材料加氢的方法，其特征在于，所述的有机储氢材料为一种或多种加氢反应的100％加氢产物。