[發明專利]一種制備自支撐三維多孔銅薄膜的方法及自支撐銅薄膜

有效

• 申請號: 201710562980.8
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107460460B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 樊小勇;倪珂帆;韓家興;王珊;茍蕾;李東林
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: C23C18/40
• 分類號: C23C18/40;C23C18/28;C23C18/30;C23C18/18
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷

本發明提出一種制備自支撐三維多孔銅薄膜的方法，包括以下步驟：將玻璃薄膜或塑料薄膜在敏化液中進行敏化，隨后在活化液中進行活化，所述活化液包括氯化鈀和鹽酸的混合液；經活化后的玻璃薄膜或塑料薄膜放入混合溶液中浸泡得到前驅體，所述混合溶液包括檸檬酸三鈉、硫酸鎳、硫酸銅、硼酸、次亞磷酸鈉、2,4,7,9?四甲基?5?癸炔?4,7?二醇、十六烷基三甲基溴化銨和聚乙二醇的混合液；將前驅體加熱到使前驅體中的玻璃薄膜脫離，或者將前驅體中的塑料薄膜用有機溶劑溶掉，獲得自支撐三維多孔銅薄膜。本發明的制備方法，相對于模板法、去合金法和電沉積法等工藝，極大簡化了制備步驟，只簡單采用敏化、活化及浸泡即可實現。

技術領域

本發明屬于三維多孔金屬薄膜制備技術領域，涉及三維多孔銅薄膜，具體涉及一種自支撐三維多孔銅薄膜的制備方法及由該方法制備出的自支撐銅薄膜。

背景技術

三維多孔金屬電極具有較大的比表面積和貫通的結構,有利于電極與氣相或液相介質的充分接觸和電子傳遞,在燃料電池、電化學電容器和電化學傳感器等領域都有廣泛的應用。

目前制備銅薄膜往往采用模板法和合金的選擇性電化學溶出法等，這些方法均很復雜，并且制備出的銅薄膜含有不同的基底，這些基底的存在無形中提高了電極材料的內阻，不利于銅薄膜電化學性能的充分發揮。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于，提供一種自支撐三維多孔銅薄膜的制備方法及由該方法制備出的自支撐銅薄膜，制備方法簡單，自支撐的銅薄膜無基底。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案予以實現：

一種制備自支撐三維多孔銅薄膜的方法，包括以下步驟：

將玻璃薄膜或塑料薄膜在敏化液中進行敏化，所述敏化液包括氯化亞錫和鹽酸的混合液；

將敏化后的玻璃薄膜或塑料薄膜在活化液中進行活化，所述活化液包括氯化鈀和鹽酸的混合液；

經活化后的玻璃薄膜或塑料薄膜放入混合溶液中浸泡得到前驅體，所述混合溶液包括檸檬酸三鈉、硫酸鎳、硫酸銅、硼酸、次亞磷酸鈉、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、十六烷基三甲基溴化銨和聚乙二醇的混合液；

將前驅體加熱到使前驅體中的玻璃薄膜脫離，或者將前驅體中的塑料薄膜用有機溶劑溶掉，獲得自支撐三維多孔銅薄膜。

前述步驟中，優選的，將前驅體加熱到500℃時前驅體中的玻璃薄膜脫離。

本發明的有機溶劑可選用丙酮或者四氫呋喃。

本發明的混合溶液pH為8～11。

所述敏化液的制備包括將氯化亞錫和鹽酸溶于去離子水中，氯化亞錫的質量濃度為20g/L，鹽酸摩爾濃度為1mol/L，敏化時間為15-20min。

所述活化液的制備包括將氯化鈀和鹽酸分別溶于去離子水中，活化液中氯化鈀的質量濃度為0.8g/L，鹽酸摩爾濃度1mol/L，活化時間為3-5min。

所述混合溶液中檸檬酸三鈉的質量濃度為5g/L～20g/L，硫酸鎳的質量濃度為0.1g/L～1g/L，硫酸銅的質量濃度為5g/L～15g/L，硼酸的質量濃度為5g/L～35g/L，次亞磷酸鈉的質量濃度為5g/L～30g/L，2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇的質量濃度為0.1g/L～10g/L，十六烷基三甲基溴化銨的質量濃度為0.1g/L～10g/L，聚乙二醇的質量濃度為0.1g/L～10g/L。

所述浸泡時間為15min～90min，浸泡水浴溫度為40℃～60℃。

敏化前將玻璃薄膜或塑料薄膜進行粗化清洗處理。