[发明专利]一种基于3D打印的金属基自催化反应器及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种基于3D打印的金属基自催化反应器的制备方法，包括以下步骤：

1)采用三维软件生成自催化反应器的结构，结构的骨架采用重复结构单元填充；

2)采用金属粉体作为打印原料，设定打印参数，在保护气氛下进行3D打印；

3)退火，将打印件和基板进行分离；

4)焙烧，还原处理。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三维软件选自AutoCAD、3DMAX、SolidWorks和Materialise Magics中的一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述自催化反应器为圆柱体，且设有若干个从一端贯穿至另一端的孔道；和/或，所述重复结构单元具有镂空立体结构；和/或，重复结构单元对结构的骨架进行填充时，各重复结构单元为同一结构且同一朝向填充。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属粉体选自铁、镍、铜、钴、钛、钒和锆中的一种或多种；和/或，所述重复结构单元在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的尺寸均为1.0～4.0mm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属粉体的粒径为10～60μm；和/或，所述金属粉体的颗粒球形度不小于95％；和/或，所述金属粉体的含水量不超过1wt％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，打印时，激光功率为200-400W；和/或，打印时，填充扫描速度为0.5-10m/s；和/或，打印时，打印层厚为20-100μm；和/或，打印时，保护气体流速为3-5L/min；和/或，所述保护气体为惰性气体或氮气。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在N₂气氛下退火；和/或，退火温度为800～1000℃；和/或，退火时的升温速度为1～10℃/min；和/或，退火时间为3-8h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，空气中焙烧处理；和/或，焙烧温度为550～650℃；和/或，焙烧时的升温速率为1～10℃/min；和/或，焙烧时间为40-60h；和/或，还原处理中采用的还原气选自氢气；和/或，还原温度为750～850℃；和/或，还原时间为5～10h；和/或，还原时的升温速率为1～10℃/min。

9.一种如权利要求1～8任一项所述的制备方法获得的金属基自催化反应器。

10.如权利要求9所述的金属基自催化反应器在费托合成、二氧化碳加氢和甲烷二氧化碳重整反应中的用途。