巴斯夫3D打印新型催化剂技术可加快化学品生产

作为世界上最大的化学公司，德国的巴斯夫有足够的经验和需求来提高自己的生产能力。

2022年9月30日，南极熊获悉，这家企业已经通过增材制造（AM）技术开发出一款新型催化剂——X3D。在将3D打印技术应用于催化剂的化学制造后，巴斯夫能够提升材料的性能，以获得更好的整体产出。

什么是催化剂？

催化剂是加速化学反应的基本材料，其本身不会发生永久性的化学变化。大约90%的化学产品，从像氨和甲醇这样的散装材料到用于药物生产的精细化学品，在制造过程的某个步骤中都要依靠催化剂进行商业化生产。

除此之外，催化剂也是能源生产的关键，如石油精炼和燃料电池的运行，以及食品加工。此外，通过加快工业运作，它们可以减少这些运作对环境的影响。然而，它们同时可能通过释放有毒的副产品（如自由基）对环境产生负面影响。

巴斯夫的催化剂3D打印技术

使用增材制造技术使生产具有独特几何形状的催化剂成为可能。通过3D打印具有开放几何形状的催化剂，巴斯夫能够通过增加催化剂的表面积来改善其性能，从而减少反应器中的压降。特定形状（包括填充图案、纤维直径和方向）都可以根据客户的特定需求进行定制，从而有可能增加反应器产量、提高产品质量和降低能耗。

巴斯夫已经通过在企业内部和外部的商业工厂中运行这些3D打印催化剂数年，证明了它们的可行性。该公司将它们在运行状态描述为 "机械坚固且经过验证"。现在，巴斯夫已经准备好将它们投入到商业化生产及供应，首先是巴斯夫的硫酸催化剂O4-111 X3D和O4-115 X3D。巴斯夫的技术服务团队将与客户合作，根据他们的具体项目定制这些产品。

巴斯夫工艺催化剂高级副总裁Detlef Ruff说："通过这项技术，我们能够提供符合客户需求的催化剂，帮助客户大幅提升装置性能，同时降低能耗，提高客户层面的可持续性。"

硫酸的用途是什么？

巴斯夫的硫酸产品于1913年首次获得专利，其产品本身是工业文明的产物，世界上大约60%的供应量用于生产化肥，20%专门用于制造从洗涤剂和药品到杀虫剂和防冻剂等化学品。

它还被用作制造其他化学品的催化剂，如尼龙，以制造尼龙，这是增材制造部门和巴斯夫的一种重要聚合物。通过设计其O4-111 X3D和O4-115 X3D用于生产硫酸，该公司不仅支持其客户，而且支持其自身。

3D打印硫酸催化剂的影响

虽然提高催化剂的效率会改善一些行业的生态影响，但这是一个具有挑战性的论点。例如，硫酸在磷肥生产和石油提炼中的作用表明，这种材料实际上是在助长环境破坏。同时，由于工业文明似乎并没有放慢对这些材料的使用，我们可能会认为提高它们的效率比替代方案的负面影响要小一些。

无论3D打印催化剂的生态利弊如何，这里我们真正要关注的故事可能是巴斯夫将在多大程度上采用和推广增材制造技术。这是一项完全独特的技术应用，展示了3D打印在广泛领域中尚未被发现的使用案例。如果巴斯夫大规模生产的这两种催化剂被广泛采用，并产生他们所期待的积极影响，那么我们可以看到这种影响不仅会渗透到巴斯夫的产品范围，而且渗透到整个化学工业和其他领域。换句话说，我们只是刚刚开始了解增材制造的能力和在哪些行业的应用。