[發明專利]一種納米多孔銅膜的制備方法

無效

• 申請號: 201310323467.5
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103357876A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 李廣忠;湯慧萍;支浩;李綱;康新婷;李亞寧;遲煜頔
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: B22F3/11
• 分類號: B22F3/11
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于納米材料及粉末冶金技術領域，具體涉及一種納米多孔銅膜的制備方法。

背景技術

納米多孔金屬材料是孔尺寸在納米量級的多孔金屬材料，具有高比表面積以及作為納米材料的特殊性能，可將金屬材料的物理、化學及機械等方面的性能與納米多孔特性結合起來，金屬材料具有新的特性而可以應用到許多新的領域，超越了傳統金屬材料特有的性能。

傳統的納米多孔金屬的制備方法主要利用模板法，模板法的基本原理很明了，即利用一個納米尺寸的“籠子”，讓目標材料的成核和生長在該“納米籠”中實現，在反應徹底進行后，“納米籠”的尺寸和結構就決定了作為產物的納米材料的尺寸和形狀，這些“納米籠”就是合成中的模板。但該方法獲得的納米多孔金屬材料受控于模板的結構，很難與后續加工工藝兼容。目前，制備納米多孔金屬的主要方法是脫合金法，及通過對二元或多元金屬的選擇性腐蝕，使其中較活潑的金屬溶解，剩余的形成納米多孔結構。但是，分析最近報道的專利，如?CN101956090A，CN102766893A等專利所使用的合金需高溫熔融獲得，因此該方法制備納米多孔金屬不僅過程復雜，且成本相對較高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種納米多孔銅膜的制備方法。該方法原材料來源廣泛、易得，制備過程簡單，所制備的納米多孔銅膜可加工性能好，可以制成各種形狀的過濾用器件，重復使用性能穩定，可作為微納尺寸過濾與分離的關鍵部件。采用該方法，可通過控制載體的形狀獲得任意形狀的負載與載體表面的納米多孔銅膜或無支撐的納米多孔銅膜。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種納米多孔銅膜的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、將聚乙烯醇縮丁醛溶解于有機溶劑中得到有機粘結液；所述有機粘結液中聚乙烯醇縮丁醛的質量百分含量為0.1%～0.3%；

步驟二、向銅粉中加入步驟一中所述有機粘結液，攪拌均勻后得到銅粉漿料；所述有機粘結液的加入量為銅粉質量的2%～5%；

步驟三、將步驟二中所述銅粉漿料均勻涂覆于載體上，然后烘干，在氫氣氣氛下對烘干后的涂覆有銅粉漿料的載體進行熱處理，得到附著在載體上的納米多孔銅膜；或者將步驟二中所述銅粉漿料均勻涂覆于載體上，然后烘干，在氫氣氣氛下對烘干后的涂覆有銅粉漿料的載體進行熱處理，再采用鹽酸腐蝕載體，得到無支撐的納米多孔銅膜；所述氫氣的流速為2.5×10^-2m³·min^-1～7.5×10^-2m³·min^-1；所述熱處理的溫度為500℃～900℃，時間為0.5h～5h。

上述的一種納米多孔銅膜的制備方法，步驟一中所述有機溶劑為乙醇、乙二醇、丙三醇或甲醇。

上述的一種納米多孔銅膜的制備方法，步驟二中所述銅粉為球形銅粉，銅粉的質量純度為?99.95%，平均粒徑為50nm～800nm，松裝密度為0.5g/cm³～1.8g/cm³。

上述的一種納米多孔銅膜的制備方法，步驟三中制備附著在載體上的納米多孔銅膜時，所述載體為銅片、銅管、多孔銅、銅合金、Al₂O₃片或Al₂O₃管。

上述的一種納米多孔銅膜的制備方法，步驟三中制備無支撐的納米多孔銅膜時，所述載體為Al₂O₃片或Al₂O₃管。

上述的一種納米多孔銅膜的制備方法，步驟三中所述熱處理的溫度為700℃，時間為3h。

上述的一種納米多孔銅膜的制備方法，步驟三中所述納米多孔銅膜的厚度為12μm～300μm，比表面積為2m²/g～13m²/g，孔徑為5nm～270nm，孔隙率為28%～50%，納米多孔銅膜與水的接觸角不大于45°。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

1、采用本發明的方法，可通過控制載體的形狀獲得任意形狀的負載與載體表面的納米多孔銅膜或無支撐的納米多孔銅膜。

2、采用本發明的方法制備的納米多孔銅膜的厚度為12μm～300μm，比表面積為2m²/g～13m²/g，孔徑為5nm～270nm，孔隙率為28%～50%，納米多孔銅膜與水的接觸角不大于45°。