德国科学家已经制备了一种结合异氰酸酯和丙烯酸酯的树脂,可以与立体光刻技术一起用于3D打印流反应器。然后,这些反应器能够进行表面功能化,以获得对光氧化和光氧化还原催化反应有用的特定表面性质。

立体光刻是一种广泛使用的3D打印方法,通过使用光固化液体树脂来创建复杂的物体。然而,当暴露在有机溶剂中时,这些树脂往往表现出较差的抗性,并且很难被看穿,从而阻碍了它们的化学应用。阿克塞尔Grisbech他说,他的团队开发的新树脂解决了这些问题,“提供了将各种催化剂固定在表面的可能性,同时还能抵抗化学合成的恶劣条件。”

图为流量计反应实验装置

来源:©Axel Griesbeck/科隆大学

由树脂打印的流动反应器在光化学反应中进行了测试

在打印过程后,来自树脂的活性异氰酸酯基团被保存在流动反应器的表面,并可用于后功能化和后处理。后功能化包括异氰酸酯基团与4-氨基苯甲酮反应,将物质固定在表面,从而促进催化反应。后处理通过异氰酸酯与水反应产生尿素键,这是防止进一步反应的最稳定的化学键之一。

聚合物化学家评论说:“这种混合树脂的最大成就是结合了三个重要特性:耐化学性、透明性和后功能化的可能性。澳门万博公司布拉斯科娃来自德国海德堡大学。“耐化学性尤其具有挑战性,因为目前用于3D打印的大多数聚合物对有机溶剂的耐腐蚀性都很差。”此外,后功能化的可能性使该系统更加通用,并为其在化学合成和催化方面的应用开辟了新的可能性。”

格里斯贝克说,除了提供耐化学性和透明度外,将催化剂共价连接到反应器表面的能力在许多方面为流动反应器增加了价值。例如,不需要去除催化剂,反应器可以用于许多反应周期,而无需添加任何进一步的催化剂。”

显示用于流动反应器印刷的树脂的示意图的图像

用于流动反应器打印的树脂示意图

来源:©Axel Griesbeck/科隆大学

反应性异氰酸酯基团在打印过程中被保存,并用于(a)固定表面上的光敏剂和(b)与水反应以创建耐化学腐蚀的打印部件

安娜莉莎Chiappone他在意大利都灵理工大学的研究重点是3D打印及其潜在应用,他还指出,表面功能化是流动反应器中非常可取的特性。“(它)为可打印材料提供了非常好的通用性,能够实现为应用提出的特定反应,并使材料在原则上适用于其他几种反应,根据所执行的后功能化。”

Griesbeck和他的同事打算通过“测试其他催化剂和固定化对催化活性的影响”来扩展他们目前的工作,以研究其他反应。