[發明專利]一種納米多孔金的電化學制備方法

無效

• 申請號: 200910016655.7
• 申請日: 2009-07-01
• 公開（公告）號: CN101597775A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 王艷;張忠華;張倩
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C25C5/02
• 分類號: C25C5/02
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所
• 代理人: 李桂存

技術領域

本發明涉及一種納米多孔金的電化學制備方法，屬于納米材料的制備方法技術領 域。

背景技術

納米多孔金屬是具有納米尺寸孔洞的材料，其孔徑尺寸為幾納米至幾百納米，納 米尺寸的孔洞和韌帶為三維雙連續且相互貫通。納米多孔金屬是一種特殊的多孔材料， 納米級的孔徑尺寸使其具有更高的比表面積以及其他獨特的物理、化學以及力學性能， 例如，很高的化學催化活性、獨特的導電性能、更高的彈性模量和強度等。因此，納 米多孔金屬在很多領域具有很大的應用潛力，目前開展的應用研究主要有燃料電池、 氣相和液相催化、激發、傳感、表面增強拉曼散射、微流控制等。

目前，脫合金法是制備隨機孔狀結構納米多孔金屬的主要方法，選取的對象多為 二元固溶體合金，通過選擇適當的腐蝕方法，將其中較為活潑的金屬溶解，剩余的較 為惰性的金屬原子經擴散重組最終形成雙連續的納米多孔結構。早在1979年，A.J. Forty(Forty，A.J.Nature?1979，282，597.)利用濃硝酸對Ag-Au合金進行脫合金處理，制 備了納米多孔金。2001年，Jonah?Erlebacher等人(Erlebacher?J，Aziz?M，KarmaA，et?al. Nature，2001，410(22)：450-453.)用濃硝酸對Ag-32at.％Au和Ag-24at.％Au進行脫合 金之后，制得了厚度約為700nm、孔徑尺寸約為10nm的納米多孔金薄膜。2004年， Ding?Yi等人(Ding?Y，Kim?Y，Erlebacher?J.Advanced?Materials，2004，16(21)：1897-1900.) 用70wt.％HNO₃對Ag、Au質量分數均為50％的商用白金彩葉進行了脫合金處理，制 得了厚度約為100nm，孔徑尺寸約為20nm的納米多孔金薄膜。2005年，DursunAziz 等人(Dursun?A，Pugh?D，Corcoran?S.Journal?of?the?Electrochemical?Society，2005，152(2)： B65-B72.)用電解腐蝕的方式對Ag-20at.％Au、Ag-25at.％Au和Ag-30at.％Au進行了 脫合金，腐蝕過程中采用的電解液為0.1mol/L的HClO₄。2005年，我國臺灣的Jing-Fang Huang和I-Wen?Sun(Huang?Jing-Fang，Sun?I.-Wen.Advanced?Functional?Materials，2005， 15：989-994.)首先在金電極表面以電沉積的方式鍍鋅形成Zn-Au合金，隨后在 ZnCl₂-EMIC離子溶液中進行電解脫合金處理，制得了納米多孔金。2008年，J.Snyder 等人(J.Snyder，K.Livi，J.Erlebacher，J.Electrochem.Soc.155(2008)C464.)在硝酸銀 溶液中對Ag-Au合金進行了脫合金化處理，制備了納米多孔金。2009年，Z.H.Zhang 等人(Z.H.Zhang，Y.Wang，Z.Qi，J.K.Lin，X.F.Bian，J.Phys.Chem.C?113(2009)1308.) 對Al-Au合金在鹽酸或氫氧化鈉溶液中進行脫合金化處理制備了孔結構和尺寸可調的 納米多孔金。

在上述制備工藝或方法中，采用Ag-Au合金體系制備納米多孔金，通過腐蝕去掉 貴金屬Ag，其成本比較高；而Zn-Au表面合金化/脫合金化處理制備多孔金，其工藝 比較復雜，而且Zn-Au合金的成分很難精確控制；多采用腐蝕性的、非環境友好的酸 性或堿性溶液，污染環境，有毒有刺激性，工作條件差。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種低成本、工藝簡單、納米 多孔結構可控、無毒無污染、環境友好的納米多孔金的制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

所述的納米多孔金的電化學制備方法，包括以下步驟：

(1)將純金屬鋁、金加熱到熔融態，充分攪拌混合，然后在一定的冷卻速度下凝固 成Al-Au前驅體合金；所述Al-Au前驅體合金中，Au所占的原子百分比為10～60％， 其余為Al，Al和Au的純度均為＞99.0wt.％。