[發明專利]一種分級多孔銀及其制備方法

有效

• 申請號: 201410697301.4
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN105689733B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 孫公權;袁麗只;姜魯華
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B82Y40/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發明涉及一種分級多孔銀的制備方法，特指一種以任意結構的銀為前體用電化學的方法制備鹵化銀，之后再在一定的條件下還原制備分級多孔銀的方法。與現有技術相比，本發明所述分級多孔銀由銀納米粒子聚集形成的一級孔和銀納米聚集體相互連接形成的二級孔構成；且一級孔與二級孔孔分布均勻，孔徑區別顯著，有助于其作為氧化原催化劑及其它特殊領域應用時的傳質反應。本發明所述分級多孔銀的制備方法具有綠色環保、簡便、易于實施、生產成本低；以及制備過程中分級多孔銀的孔徑及孔隙率分布可控等優點。將其用作氧化原電催化劑時，單位質量銀催化劑的氧還原催化活性大幅提高。

技術領域

本發明屬于納米材料制備領域，具體的說涉及一種分級多孔銀及其制備方法。

背景技術

納米多孔金屬是今年來發展起來的一類新型納米結構材料，由于它具有比表面積大、密度小、結構靈活可調、滲透性好等特點，使得多孔材料被廣泛地應用于分離、催化、傳感、醫藥、電極、機械等領域。多孔銀由于其優異的物理化學性質，在催化劑材料、電子陶瓷材料、防靜電材料、生物傳感器材料等領域有廣泛的應用前景。

制備多孔金屬的一種常用方法是脫合金法和模板法。脫合金方法一般要采用特制合金作為原材料，合金通常采用冶金方法制備，由兩種電化學電位相差較大的金屬構成。通過電解或者化學腐蝕的方法控制溶解原材料中相對較活潑的金屬元素，從而在原材料中產生孔洞結構。最終保留下來的孔洞骨架由原材料中相對惰性的金屬構成。馬正青等(CN101391304A)利用脫合金法得到了高比表面積的多孔銀粉，其步驟是：采用氬氣保護熔煉金屬鎂，待鎂完全熔融后加入金屬銀，二者混合后澆鑄，將冷卻后的澆鑄品機械破碎、球磨、分級；用混合酸腐蝕達到粒徑要求的銀-鎂合金粉，再經過洗滌、過濾、干燥等后處理即可得到多孔銀粉。但由于原材料制備所需要的冶金熔煉過程需要在較高的溫度才可以完成，并且需要惰性氣體保護，所以對設備要求較高。同時，在接下來的電化學溶解過程中，也需要不斷調整和優化參數，并且通常采用硝酸、硫酸等強腐蝕性溶液作為腐蝕電解液，所以脫合金方法在應用過程中對操作人員與環境都存在危害。Jin R H和Yuan JJ(Journal ofMaterials Chemistry 15(2005)4513)以聚乙亞胺為模板制得大孔的銀粉。模板法，工藝相對復雜，成本高，難以實現工業化生產，同時采用上述方法制備的銀的孔隙結構單一，且難以控制。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的問題，發明了一種分級多孔銀及一種簡單易于實現的制備分級多孔銀的方法。

為實現上述發明內容，本發明采用以下技術方案來實現：

一種分級多孔銀，所述分級多孔銀由銀納米粒子聚集形成的一級孔銀聚集體，一級孔銀聚集體再次聚集相互連接而形成；所述一級孔銀聚集體上具有一級孔，一級孔的孔徑在5-500nm之間，再次聚集的一級孔銀聚集體之間具有二級孔，二級孔的孔徑在1-5μm之間。

所述一級孔的孔徑優選為20-200nm；二級孔的孔徑優選為1.5-3μm。

所述銀納米粒子的直徑為20-300nm，一級孔銀聚集體的大小為0.5-5μm。

所述銀納米粒子的直徑優選為45-180nm，一級孔銀聚集體的大小優選為0.5-2μm。

所述分級多孔銀采用電化學方法對銀片、銀棒或塊狀燒結銀粉進行氧化處理，再對處理后的銀片、銀棒或塊狀燒結銀粉進行還原后制得。

所述采用電化學方法對銀片、銀棒或塊狀燒結銀粉進行氧化處理的過程中，以銀片、銀棒或塊狀燒結銀粉中的一種為工作電極，以鉑、石墨棒、銀、金等中的一種為對電極，以銀/氯化銀、汞/氧化汞或飽和甘汞中的一種為參比電極，以含Cl^-、Br^-或I^-中的一種或兩種以上鹵素離子的溶液為電解液。