面向催化剂载体应用的TiO_(2)多孔陶瓷结构优化设计

作     者：邹无有 杜纯 艾建平 单斌 ZOU Wuyou;DU Chun;AI Jianping;SHAN Bin

作者机构：华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074 江西科技师范大学材料与机电学院南昌330038 

出 版 物：《中国机械工程》 (China Mechanical Engineering)

年 卷 期：2022年第33卷第23期

页      面：2833-2843页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主　　题：多孔陶瓷 催化剂载体 周期性点阵结构 增材制造技术 

摘      要：周期性点阵结构的多孔陶瓷采用增材制造可有效解决传统粉末催化剂可回收性差和块状催化剂催化效率低的问题。由于结构特征参数与应用性能之间的复杂关系,周期性点阵结构的精确与快速设计仍是一个巨大的挑战。针对该挑战,构建了一套用于多孔陶瓷的仿真模型,采用3D打印技术成功制备了具有精细多孔结构的TiO_(2)陶瓷样件,并通过实验实现了对仿真模型的验证和修正。在此基础上,采用单因素优化分析方法进一步探究了结构构成要素对性能的影响机制,选取角度a=153.4°、b=90°、c=45°作为最优参数设计了一种新型周期性点阵结构并进行了优化。对比结果显示,优化设计后的多孔结构的压降减小了57.2%,表面积增大了25.3%。该工作为扩展多孔陶瓷在催化剂载体领域的应用提供了一种新的结构设计方法。