[發明專利]一種電化學腐蝕制備宏觀尺寸多孔ZnO的方法

有效

• 申請號: 202110030000.6
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112877764B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 顏國君;蘇金陽;王苗欣;美小煜;楊永高;許欣敏;邱昱
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: C25F3/04
• 分類號: C25F3/04;C25F3/02;C23C8/10;C22F1/16;C22F1/053;C22C21/10;C22C18/04;C21D9/46
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王敏強

本發明公開了一種電化學腐蝕制備宏觀尺寸多孔ZnO的方法，具體包括如下步驟：步驟1，按照工業純Zn塊占整個原料重量百分比為20％?70％，配制由工業純Zn塊和工業純Al塊組成的原料；步驟2，將純Al和純Zn加熱熔煉成合金后軋制成片；步驟3，將步驟2所得的合金片加熱進行固溶處理，然后將經過加熱固溶處理后的合金片進行淬火處理得到合金型材；步驟4，將步驟3中的合金型材利用電化學的方法進行去合金化腐蝕；步驟5，將步驟4中經過去合金化腐蝕后得到的型材放在坩堝中，并將坩堝放入加熱爐中加熱進行氧化處理，即可得到納米多孔結構的ZnO材料。采用本發明制備的多孔ZnO陶瓷片成本低廉，能夠大規模生產。

技術領域

本發明屬于無機非金屬材料技術領域，涉及一種電化學腐蝕制備宏觀尺寸多孔ZnO的方法。

背景技術

近年來，多孔ZnO材料因其透過性好、比表面積大、密度低、硬度高、熱導率小，以及耐高溫、耐腐蝕等優良特性，廣泛應用于光催化、氣體傳感器、發光元器件等方面，不僅如此，ZnO在磁性材料，壓電材料以及傳感器材料等方面也有著非常重要的應用價值。

申請號為201610292949.2、公開號為CN105948809A、公開號為2016.0921名稱為一種多孔ZnO塊體的制備放法的發明專利公布了一種多孔ZnO塊體材料的制備方法，以醋酸鋅為原料，將醋酸鋅溶于檸檬酸的氨水溶液中，再加入一定濃度的復配分散劑，利用凝膠化過程以形成空間網絡結構，是鋅離子均勻存在于網絡結構中，再經凝膠化、干凝后，將其直接壓制成型，塊體經1000℃～1100℃燒結后，即可獲得多孔ZnO塊體材料。該方法燒結溫度高，成本較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種電化學腐蝕制備宏觀尺寸多孔ZnO的方法，采用該方法制備的多孔ZnO陶瓷片成本低廉，能夠大規模生產。

本發明所采用的技術方案是，一種電化學腐蝕制備宏觀尺寸多孔ZnO的方法，具體包括如下步驟：

步驟1，按照工業純Zn塊占整個原料重量百分比為20％-70％，配制由工業純Zn塊和工業純Al塊組成的原料；

步驟2，將純Al和純Zn加熱熔煉成合金后軋制成片；

步驟3，將步驟2所得的合金片加熱進行固溶處理，然后將經過加熱固溶處理后的合金片水淬快冷得到合金型材；

步驟4，將步驟3中的合金型材利用電化學的方法進行去合金化腐蝕；

步驟5，將步驟4中經過去合金化腐蝕后得到的型材放在坩堝中，并將坩堝放入加熱爐中加熱進行氧化處理，即可得到納米多孔結構的ZnO陶瓷材料。

本發明的特點還在于，

步驟2中熔煉溫度為700℃，軋制后的合金片厚度為0.2mm～1mm。

步驟3中固溶處理的溫度為380℃-420℃，固溶處理的時間為4h。

步驟4中，在電化學方法腐蝕過程中，合金型材接電源負極，正極接入空氣電極，電解質溶液選擇濃度為0.5-3mol/L的堿性溶液，腐蝕時間為2h-4h，Al與堿性溶液的摩爾量之比為1:2，腐蝕溫度為0～40℃。

步驟4中，堿性溶液為NaOH或KOH溶液，Al與NaOH的摩爾量之比為1：2。

步驟4中，采用電化學的方法去合金化時，電源電壓為0.5V-3V。

步驟5中，氧化處理的溫度為230℃～300℃，時間為2h～4h。