一种3D打印制备多孔材料的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115746482A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211362986.8C08J9/28(2006.01)(22)申请日2022.11.02B33Y10/00(2006.01)B33Y70/10(2006.01)(71)申请人浙江大学杭州国际科创中心C01G49/06(2017.01)地址311200浙江省杭州市经济技术开发C01B32/05(2015.01)区萧山区建设三路733号(72)发明人方子正孙卓吴晶军赵骞(74)专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限公司33224专利代理师白静兰(51)Int.Cl.C08L33/02(2006.01)C08L33/24(2006.01)C08L33/14(2006.01)C08L51/08(2020.01)C08J9/40(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种3D打印制备多孔材料的方法(57)摘要本发明公开了一种3D打印制备多孔材料的方法：(1)将带有负电基团的光敏树脂、单体稀释剂、光引发剂和光吸收剂配置得到光固化前驱液，将光固化前驱液倒入树脂槽中进行3D打印，得到具有宏观孔结构的三维结构；(2)将打印得到的三维结构在溶剂中溶胀，并通过冰冻干燥得到具有临时微观尺度且相互连通的微观孔结构，将该结构泡入含有金属离子的溶液中，利用金属离子与带负电基团的配位效应固定住孔结构，去除溶剂，或进一步烧结得到永久的多孔材料。本发明提供的方法通过3D打印和冰冻干燥的分布调控与协同作用构筑多级特征孔结构的材料，方法具有较好的普适性，且可调控性强。CN115746482ACN115746482A权利要求书1/1页1.一种3D打印制备多孔材料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将带有负电基团的光敏树脂、单体稀释剂、光引发剂和光吸收剂配置得到光固化前驱液，将光固化前驱液倒入树脂槽中进行3D打印，得到具有宏观孔结构的三维结构；(2)将打印得到的三维结构在溶剂中溶胀，并通过冰冻干燥得到具有临时微观尺度且相互连通的微观孔结构，将该结构泡入含有金属离子的溶液中，利用金属离子与带负电基团的配位效应固定住孔结构，去除溶剂，或进一步烧结得到永久的多孔材料。2.根据权利要求1所述的3D打印制备多孔材料的方法，其特征在于，所述的宏观孔结构为微米到厘米级，所述的微观孔结构为纳米到微米级。3.根据权利要求1所述的3D打印制备多孔材料的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述的负电基团为羧基、磺酸基或咪唑；所述的带有负电基团的光敏树脂为丙烯酸、甲基丙烯酸、2‑甲基‑2‑丙烯酸‑2‑磺乙酯、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、2‑甲基丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸或乙烯基咪唑中的一种或者多种；所述的带有负电基团的光敏树脂占光固化前驱液的比例为30～70％。4.根据权利要求1所述的3D打印制备多孔材料的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述的单体稀释剂为单官能团单体或低粘度的多官能团交联剂；所述光引发剂为可见光引发剂或紫外光引发剂；所述的光吸收剂为染料。5.根据权利要求1所述的3D打印制备多孔材料的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述的3D打印为光固化3D打印：以特定光波长进行区域化曝光固化，通过层层堆叠得到三维结构。6.根据权利要求1所述的3D打印制备多孔材料的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述的冰冻干燥的温度为‑20摄氏度～‑80摄氏度。7.根据权利要求1所述的3D打印制备多孔材料的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述的溶剂为水或二甲基亚砜；所述的金属离子为铁离子、铬离子、锌离子或铜离子中的一种或者多种；所述的金属离子溶解于乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙醇、水或N,N‑二甲基甲酰胺中形成含有金属离子的溶液。8.根据权利要求1所述的3D打印制备多孔材料的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述的多孔材料为多孔聚合物材料、多孔金属及多孔碳材料。9.根据权利要求8所述的3D打印制备多孔材料的方法，其特征在于，在步骤(2)中，通过去除溶剂得到多孔聚合物材料；通过在1000～1500摄氏度和空气气氛烧结得到多孔金属材料；通过在400～850摄氏度和惰性气氛烧结得到多孔碳材料。2CN115746482A说明书1/4页一种3D打印制备多孔材料的方法技术领域[0001]本发明涉及3D打印、多孔材料技术领域，具体涉及一种3D打印制备多孔材料的方法。背景技术[0002]多孔材料通常是由相互连通或完全封闭的孔洞结构所组成，由于具有高比表面积、高通量以及孔形貌可调控等特性，多孔材料在日常生活与工业应用中发挥着重要的作用，包括分离、隔热、吸附、传质等功能性应用。多孔材料根据材料体系的不同可以分为多孔聚合物材料、多孔碳材料、多孔金属以及