[發明專利]一種超薄納米多孔銅箔的制備方法

有效

• 申請號: 201410254025.4
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN104057099A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 張亞非;李明;蘇言杰;耿會娟
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F5/00;B82Y40/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 牛山;陳少凌

技術領域

本發明屬于納米材料的制備技術領域，具體涉及一種超薄納米多孔銅箔的制備方法。

背景技術

納米多孔金屬是一種特殊的具有納米尺寸孔洞的金屬材料，因此它不僅具有納米材料的奇異特性，還保留了金屬材料優秀的物理及化學性能。近年來，各種多孔金屬的的研究受到了研究者們的廣泛關注，顯示出其在催化劑、電極材料、傳感器、表面增強拉曼散射基底、儲氫等領域有重大的應用前景。作為一種低成本且環境友好型的金屬材料，多孔銅以其優異的物理及化學性能激起了研究者們對其研究的極大興趣。

公開號為CN102943187A的中國專利申請公開的納米多孔銅的制備方法，通過將Cu-Hf-Al合金在低濃度的氫氟酸溶液中進行去合金化而得到納米多孔銅。公開號為CN101956090A的中國專利申請公開的一種采用Cu-Zn合金制備納米多孔銅的方法，利用電化學腐蝕法將熔融法得到的Cu-Zn合金經行電化學腐蝕，最終得到納米多孔銅。公開號為CN101596598A的中國專利申請公開的一種整體連續納米多孔銅的制備方法，將熔融得到的Cu-Al合金放入低濃度的腐蝕液中腐蝕，即可得到納米多孔銅。公開號為CN103343253A的中國專利申請公開的一種制備納米多孔銅的方法，采用真空電弧熔煉法制備Cu-Zr(-Al)合金，進一步去合金化便可得到納米多孔銅。公開號為CN102628112A的中國專利申請公開的制備三維網狀納米多孔銅的方法，將電弧熔煉法得到Cu-Mn合金放入酸或強酸弱堿溶液中去合金化，即可得到納米多孔銅。公開號為CN103132111A的中國專利申請公開的三維微米級多孔銅膜的制備方法，及公開號為CN103046088A的中國專利申請公開的一種微納米復合多孔表面結構及其制備方法與裝置，采用氫氣氣泡動態模板電沉積法在金屬基底上形成三維多孔銅薄膜。公開號為CN103357876A的中國專利申請公開的一種納米多孔銅膜的制備方法，將事先制備的含銅粉的有機漿料涂覆于基底表面，其熱處理后可得到納米多孔銅膜，且可采用鹽酸腐蝕載體而得到無支撐的納米多孔銅膜。

上述方法有各自的優點，但也存在很大的不足。利用多元金屬合金脫合金法制備納米多孔銅，得到的多孔銅的粒徑和孔徑均一且可控，得到的塊體的機械強度相對較好，滿足工業化制備的要求。但是，該方法過程復雜，熔融過程對設備要求較高且容易導致銅的氧化，后期的腐蝕過程造成了資源的浪費，增加了制備成本，也很難將所有共融元素全部腐蝕掉，很難得到純的多孔銅。氫氣氣泡動態模板電沉積法制備過程簡單，成本較低，但得到的多孔銅機械性能較差，且很難控制多孔銅的粒徑及孔徑。有機漿料涂覆法雖然操作相當簡單，成本較低，但得到的多孔銅的質量較差，粒徑和孔徑大小及均一性很難控制。因此，探索制備納米多孔銅的新型制備方法，對降低能耗、節能減排、提高投資回報率和提高生產效率具有重要的實際意義。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的在于提供一種超薄納米多孔銅箔的制備方法。該方法過程簡單，安全可靠，無毒無污染，且成本較低；通過改變前驅體中各成分的濃度、反應溫度和時間，便可得到不同粒度、孔徑的納米多孔銅箔。

本發明為納米多孔銅箔的制備提供了一種新的方法。該方法的基本原理是利用反應形成的納米銅在反應釜壁上的自組裝形成多孔銅，及利用反應后的冷卻過程中反應釜內襯與多孔銅之間不同的熱膨脹系數，多孔銅自剝離而得到無支撐的超薄納米多孔銅箔。

本發明的目的是通過以下技術方案實現：

本發明涉及一種超薄納米多孔銅箔的制備方法，包含以下步驟：

(1)制備含Cu²⁺前驅體液：將氫氧化鈉溶液與Cu²⁺離子溶液混合，攪拌后得到淡藍色的乳狀液；滴加乙二醇并不斷攪拌，得到品藍色的溶液；滴加去離子水、或去離子水和乙醇定容；

(2)將含Cu²⁺前驅體液裝入高壓反應釜中，密封后在120℃～250℃溫度下反應4～24h：

(3)取出生長于反應釜壁上的納米多孔銅箔，洗滌數次后，濾紙吸水干燥。