Università di Jyvaskyla in Finlandia: stampa 3D SLS con catalizzatori porosi
I ricercatori dell’Università di Jyvaskyla in Finlandia stanno esplorando le tecniche di stampa 3D SLS, delineate nella recente pubblicazione ” Fabbricazione di catalizzatori di idrogenazione porosa mediante una tecnica di stampa 3D di sinterizzazione laser selettiva “. Per questo studio, il team ha utilizzato oggetti porosi e solidi per un facile collegamento con il componente attivo Pd / SiO2. Per manipolare le proprietà, hanno variato i parametri di stampa.
Comprendendo i vantaggi dell’utilizzo di oggetti stampati SLS 3D porosi su catalizzatori a base di polvere, il team di ricercatori è stato in grado di stampare in 3D filtri di flusso solidi ma porosi per l’acquisizione selettiva di Au, Pd e Pt dal percolato acido di rifiuti elettronici . Il palladio su silice (Pd / SiO2 con 5% in peso di palladio) è disponibile in commercio ed è stato miscelato con polipropilene (PP). La ricerca si è concentrata su come il materiale poroso ha influenzato l’attività catalitica, esaminando anche l’attività di idrogenazione.
Nell’introduzione dei catalizzatori, i ricercatori hanno utilizzato coperture per agitatori magnetici stampati in 3D, ma sottolineano che un tale progetto potrebbe essere facilmente elevato con diversi campioni di geometrie più complesse. Hanno iniziato prendendo le immagini delle stampe 3D per verificare i pori causati dai vuoti tra gli strati che erano solo parzialmente fusi.
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“La porosità e la dispersione delle particelle di SiO2 all’interno degli oggetti stampati in 3D sono state confermate anche utilizzando la tomografia a raggi X e l’analisi del sistema a dispersione di energia SEM (EDS) che ha ulteriormente dimostrato la distribuzione uniforme delle particelle”, hanno affermato i ricercatori.
Hanno anche notato che il materiale è “completamente paragonabile” alla pura plastica PP, senza alcun effetto sulle proprietà termiche. I raggi X hanno mostrato picchi sia di PP che di Pd e, sebbene non fossero in grado di vedere SiO2, i ricercatori hanno attribuito l’assenza alla sua natura amorfa. Sono state osservate buone proprietà termiche e meccaniche, insieme a una buona resistenza alla lisciviazione.
“I risultati hanno anche mostrato che il processo di stampa impiegato non ha un impatto significativo sulle prestazioni catalitiche dell’additivo cataliticamente attivo. Inoltre, SLS stabilisce solo requisiti minimi per i materiali di stampa e sia il componente cataliticamente attivo, sia la matrice di supporto, possono essere modificati in quasi ogni modo immaginabile “, hanno concluso i ricercatori.
“Riteniamo che la stampa 3D possa cambiare il modo in cui produciamo i nostri catalizzatori in futuro.”
Mentre la stampa 3D SLS è una delle forme più classiche di stampa 3D, è ancora una delle più utili e popolari, lasciando gli scienziati a dedicare molto tempo alla ricerca cercando di affinare materiali e tecniche, dalla creazione di impalcature di tessuto osseo alla creazione polimeri ad alte prestazioni per l’uso nella produzione e materiali più flessibili per attività creative come la creazione di costumi.
Immagini HIM della superficie di rottura del PP puro stampato in 3D SLS (a) e delle superfici superiore e di rottura dei coperchi delle barre di agitazione stampati in 3D SLS (b-d). Il catalizzatore Pd / SiO2 può essere visto come aree di colore chiaro con bordi nitidi nelle immagini (b − d) 
A sinistra: manicotti della barra di agitazione stampati in 3D SLS (diametro di 6,5 mm e lunghezza di 8,5 mm) utilizzati negli esperimenti di idrogenazione. A destra: un concetto di progettazione di catalizzatori alternativi per l’agitatore meccanico