本发明属于纳米材料领域,更具体地,涉及一种纳米多孔金材料及制备方法。
背景技术
纳米多孔金属是指孔径尺寸在纳米范围内的多孔金属材料,由连续韧带和孔组成,形成三维双连续的多孔结构。纳米多孔金属具有高孔隙率、具有大的内表面积的纳米孔,是一种兼具功能和结构双重属性的新型功能材料,既有高导电性、可焊性、高导热性、抗腐蚀、抗疲劳、延展性以及结构强度高、耐高温等金属材料的优异性能,又具有纳米材料的表面效应和尺寸效应。
纳米多孔金属材料可广泛应用于生物、医药、电子、光学、催化、传感器及生物分子的隔离和净化等领域,这种具备多种优点、高精度、大通量的纳米多孔金属的制备、应用及其产品的生产已成为当前国内外对多孔材料研究的热门问题。贵金属多孔材料在催化、介质传输、多孔电极、生物传感技术及能量储存等各个方面已经有了广泛的应用,而在贵金属中,纳米多孔金又凭借着更好的稳定性、延展性等优异性质受到了越来越多的关注,特别是对ag-au合金去合金化制备纳米多孔金的研究。
目前常用的制备纳米多孔金的方法有模板法和去合金化法。模板法是指以一种已经具备纳米多孔结构的材料作为模板,通过物理或化学方法将目标金属材料沉积到多孔模板的孔中,然后通过退火、烧结、刻蚀或溶解等方式去除模板,制备纳米多孔金属。去合金化法主要分为自由腐蚀和电化学腐蚀两种。自由腐蚀又叫做化学腐蚀,是指合金直接与腐蚀溶液接触发生选择性腐蚀的过程,腐蚀反应直接作用在合金上。电化学腐蚀是以金属合金为工作电极,铂电极和饱和甘汞电极为对电极和参比电极,在工作电极上加压,使得金属合金中较活泼的元素溶解在电解质中,从而形成纳米多孔金属。上述制备方法中,模板法工艺复杂,成本较高,不适用于工业生产。电化学腐蚀法虽然更易获得韧带及孔径尺寸更小的纳米多孔金属,但实验操作上要比自由腐蚀法更难更复杂。
目前实验表明,自由腐蚀可制备出韧带及孔径尺寸为6nm-60nm左右的纳米多孔金属,而降低多孔材料的韧带和孔径尺寸可有效而增加比表面积,获得更优异的性能。目前制备小尺寸的纳米多孔金属均对前驱体有着严苛的要求,如薄膜或非晶态合金等。yiding等人(dingy,kimyj,erlebacherj.nanoporousgoldleaf:“ancienttechnology”/advancedmaterial[j].advancedmaterials,2004,16
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