[发明专利]利用3D技术制备活性多孔Co-Cu-Ti4

权利要求书

1.一种利用3D技术制备活性多孔Co-Cu-Ti₄O₇复合三维电极的方法，其特征在于：包括有以下步骤；

(1)制备Co-Cu前体：将可溶性铜盐和可溶性钴盐溶于水中，进行水热反应，反应结束后经离心、洗涤、干燥，得到Co-Cu前体；

(2)选材：选取纳米级的Ti₄O₇粉末为原料；

(3)改性处理：以重量份 计，取2份Ti₄O₇粉末，0.2-0.5份无水乙醇，放入容器中混合；再利用加热磁力搅拌器在90℃的条件下将容器中混合液体加热至干燥；然后放入烘箱，并设定烘箱温度为60℃ 并烘烤10h；接着将烘烤完成的粉剂放入球磨仪进行研磨，所得到的粉末为经过改性处理的Ti₄O₇粉末；改性处理的Ti₄O₇经无水乙醇改性表面带有羟基基团；

(4)混料：以质量百分数计，改性处理的Ti₄O₇粉体质量百分数为45％～65％，高分子粘结剂环氧树脂质量百分数为10％～15％，Co-Cu前体质量百分数为25％～40％；将所述改性处理的Ti₄O₇粉体、高分子粘结剂环氧树脂和Co-Cu前体按照质量百分数进行混合，再放入球磨仪进行机械混合和研磨，使改性处理Ti₄O₇粉体、高分子粘结剂环氧树脂和Co-Cu前体达到完全均匀混合；且Co-Cu前体和改性处理Ti₄O₇粉体经羟基基团和高分子粘结剂环氧树脂紧密复合，得到Co-Cu-Ti₄O₇复合粉末；

(5)3D建模：使用三维制图软件绘制出所需要打印的三维模型电极并设定3D打印参数；

(6)铺设打印粉末：将(3)中得的Co-Cu-Ti₄O₇复合粉末铺设于3D打印机中的升降平台与刮料板之间的区域，待Co-Cu-Ti₄O₇复合粉末完成铺设后，利用刮料板将超过设定厚度的Co-Cu-Ti₄O₇复合粉末刮除得到设定厚度的打印粉末层，每层打印粉末层厚度一致，其厚度为0.1mm-0.2mm；

(7)激光扫描：3D打印机中的激光头发出激光光束按照设定的程序扫描打印粉末层，使区域内扫描的打印粉末相互结合在一起，激光预热温度为50-70℃，烧结温度为1200-1600℃，激光功率为5-10W，扫描间距为0.1mm-0.2mm，扫描速度为1500-2000mm/s；

(8)平台下降：扫描完一层打印粉末层后，3D打印机中的升降平台按照设定的程序下降单一打印粉末层的高度；然后，依次重复步骤“铺设打印粉末-激光扫描-平台下降”，直至使多层打印粉末层烧结成(5)中绘制的三维模型电极；

(9)余料清除：将3D打印完成的电极取出用水冲洗，清除电极上未打印的粉末，获得多孔Co-Cu-Ti₄O₇复合三维电极；

(10)增强活性：将多孔Co-Cu-Ti₄O₇复合三维电极放入到含有活性物质的溶液中浸泡1～5h，冷冻干燥处理10～30h，得掺杂有活性组分多孔Co-Cu-Ti₄O₇复合三维电极前体；然后将多孔Co-Cu-Ti₄O₇复合三维电极前体进行热处理，得到活性多孔Co-Cu-Ti₄O₇复合三维电极。