微纳米双级多孔铜及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108149048A(43)申请公布日2018.06.12(21)申请号201711421038.6(22)申请日2017.12.25(71)申请人西安理工大学地址710048陕西省西安市金花南路5号(72)发明人杨卿马研孙少东梁淑华(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人胡燕恒(51)Int.Cl.C22C1/08(2006.01)C22C9/00(2006.01)C22C9/04(2006.01)C22C18/02(2006.01)C22C1/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称微纳米双级多孔铜及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种微纳米双级多孔铜，以烧结多孔Cu骨架为基体，基体上形成双连续的微纳米多孔结构，其中微米孔平均孔径为2.18μm-3.68μm，纳米孔平均孔径为153nm-234nm。实现了铜基体中烧结制备微米孔与脱合金制备纳米孔的有机结合，具有微米孔/纳米孔复合孔结构、三维双连续韧带/孔道结构的特点。其制备方法具体步骤如下：步骤1，将一定比例的Cu粉和Zn粉混合均匀后压制成坯，置于气氛管式炉中升温至一定温度，保温一定时间后冷却至室温，获得前驱体CuZn合金；步骤2，将前驱体置于盐酸溶液中脱合金至无明显气泡逸出，即制备得到微纳米双级多孔铜。其制备工艺简便，易实现。CN108149048ACN108149048A权利要求书1/1页1.微纳米双级多孔铜，其特征在于，以烧结多孔Cu骨架为基体，基体上形成双连续的微纳米多孔结构，其中微米孔平均孔径为2.18μm-3.68μm，纳米孔平均孔径为153nm-234nm。2.微纳米双级多孔铜的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1，将一定比例的Cu粉和Zn粉混合均匀后压制成坯，置于气氛管式炉中升温至一定温度，保温一定时间后冷却至室温，获得前驱体CuZn合金；步骤2，将前驱体置于盐酸溶液中脱合金至无明显气泡逸出，即制备得到微纳米双级多孔铜。3.根据权利要求2所述的微纳米双级多孔铜的制备方法，其特征在于，步骤1中Cu粉和Zn粉的摩尔比为3:7-5:5。4.根据权利要求2所述的微纳米双级多孔铜的制备方法，其特征在于，步骤1中保温温度范围为400℃-500℃。5.根据权利要求2所述的微纳米双级多孔铜的制备方法，其特征在于，步骤1中保温时间为4h-8h。6.根据权利要求2所述的微纳米双级多孔铜的制备方法，其特征在于，步骤1中保温气氛为氩气。7.根据权利要求2所述的微纳米双级多孔铜的制备方法，其特征在于，步骤1中冷却方式为随炉冷却。8.根据权利要求2所述的微纳米双级多孔铜的制备方法，其特征在于，步骤2中盐酸溶液浓度为0.5mol/L。2CN108149048A说明书1/4页微纳米双级多孔铜及其制备方法技术领域[0001]本发明属于多孔金属制备技术领域，具体涉及一种微纳米双级多孔铜；本发明还涉及该微纳米双级多孔铜的制备方法。背景技术[0002]纳米多孔金属材料具有纳米级别的孔隙和巨大的比表面积，独特的微观结构使其具有卓越的物理化学性能，可以应用于催化、传感以及燃料电池等诸多领域。利用粉末冶金法制备前驱体合金，形成的微米孔道有利于腐蚀液渗流和脱合金。引入微米孔结构能够改善气液流动与离子交换，有望进一步提升纳米多孔金属的催化传感性能。而采用Zn作为第二元素可以大幅降低前驱体合金的烧结温度，更加高效节能。[0003]对于双级孔结构或多级孔结构的金属材料目前有部分专利已公开。中国专利(公开号：106994512A)公开了一种复合孔径Cu烧结多孔材料，将400～500目的电解Cu粉和250～300目的雾化Cu粉混合造孔剂NaCl与NH4HCO3烧结，之后在水中浸泡再烘干可制得孔径分布5～25μm，30～60μm，70～110μm的三级多孔结构，该方法所制备的孔径均为微米级，不包含纳米孔。中国专利(公开号：1068841909A)公开了一种利用电化学氧化或氧气中热氧化后，再结合电化学还原的方法制备出分级多孔金属材料，该方法制备出的孔结构是由金属纳米粒子聚集形成的一级孔聚集体再次聚集形成的二级孔聚集体相互连接而形成，但实质上两级孔结构都是堆积形成，金属材料在微观上并没有形成连续韧带。中国专利(公开号：105543531A)和中国专利(公开号：106591619A)分别公开了利用NaOH、HCl将铜铝合金脱合金制得双级多孔铜材料的方法，而这两种方法对前驱体合金的相成分要求较高，制备工艺较为复杂。而烧结制备微米多孔金属材料和脱合金制备纳米多孔金属材料在各自领域都得到了较高程度的发展，但设计出一种材料包含烧结微米孔与脱合金纳米孔两种孔结构的研究则鲜有报道。发明内容[0004]本发明