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专利号: 2021111509481
申请人: 淮阴工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种可降解回收的3D打印微孔光催化复合材料,其特征在于:包括聚乳酸基体以及负载在聚乳酸基体上呈核壳结构的光催化粉体,所述光催化粉体为Fe3O4@TiO2@La/Ce‑ZnO,其中,Fe3O4位于核心,Fe3O4外层包裹二氧化钛作为中间层,中间层外部包裹稀土元素镧和铈共掺杂的氧化锌作为催化层。

2.根据权利要求1所述的可降解回收的3D打印微孔光催化复合材料,其特征在于:所述催化层中,各组分的重量百分比含量为:ZnO:90~98 wt.%;La:1~5 wt.%;Ce:1~5 wt.%。

3.根据权利要求1所述的可降解回收的3D打印微孔光催化复合材料,其特征在于:所述Fe3O4的平均粒径为5~50 nm;所述中间层的厚度为10~50 nm;所述催化层的厚度为20~100 nm。

4.权利要求1‑3任一项所述的可降解回收的3D打印微孔光催化复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)将三氯化铁、柠檬酸钠无水醋酸钠搅拌混合后,放置于高温反应釜内反应,经离心、干燥与研磨获得纳米Fe3O4粉体;

(2)以TiO2作为靶材,采用共溅射物理气相沉积工艺,在纳米Fe3O4粉体表面沉积TiO2中间层;

(3)以ZnO、La和Ce作为靶材,采用共溅射物理气相沉积工艺,在TiO2中间层表面沉积La/Ce‑ZnO催化层,获得多层包覆的光催化粉体;

(4)将光催化粉体加入到溶有聚乳酸的二氯甲烷中,进行搅拌混合,离心、干燥后获得可降解聚乳酸材料;

(5)将聚乳酸材料装入3D打印机,设计微孔光催化结构模型,对构件进行3D打印成型,得到复合材料。

5.根据权利要求4所述的可降解回收的3D打印微孔光催化复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中,TiO2靶材的溅射功率为80~120 W。

6.根据权利要求4所述的可降解回收的3D打印微孔光催化复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中,ZnO靶材的溅射功率为100~150 W;La和Ce靶材的溅射功率为50~

100 W。

7.根据权利要求4所述的可降解回收的3D打印微孔光催化复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中,三氯化铁、柠檬酸钠无水醋酸钠的质量比为5 10:1 2.5:10 15。

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8.根据权利要求4所述的可降解回收的3D打印微孔光催化复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中,反应温度为80~100℃,反应时间为10~15h。

9.根据权利要求4所述的可降解回收的3D打印微孔光催化复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中,光催化粉体与聚乳酸的质量比为3 20:80 97。

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10.根据权利要求4所述的可降解回收的3D打印微孔光催化复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(5)中,微孔尺寸为400~1000 μm。