一种整体连续纳米多孔铜的制备方法
专利汇可以提供一种整体连续纳米多孔铜的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种整体连续纳米多孔 铜 的制备方法，包括以下步骤：(1)将纯金属 铝 、铜加热到熔融态，充分搅拌混合成Al－Cu 合金 液；(2)利用惰性气体将上述合金液快速吹出，使熔融的液态金属在高速旋转的铜辊上快速 凝固 ，制备出合金条带；或者在金属铜模中凝固，制备出合金片或合金棒；(3)将上述制得的合金进行脱合金化处理，然后在蒸馏 水 中清洗至中性，晾干即制成纳米多孔铜。本发明有益效果是：(1)所制备的纳米多孔铜是整体连续的，也可制备出整体连续的纳米多孔铜 块 体材料。(2)该方法选用浓度较低的 腐蚀 溶液即可获得纳米多孔铜，且操作工艺简便，适宜大规模工业生产。(3)可根据 母合金 的成分和腐蚀溶液的种类，调控纳米多孔铜的结构和尺寸。，下面是一种整体连续纳米多孔铜的制备方法专利的具体信息内容。
1.一种整体连续纳米多孔铜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将纯金属铝、铜加热到熔融态，充分搅拌混合成Al-Cu合金液；
(2)利用惰性气体将上述合金液快速吹出，使熔融的液态金属在高速旋转的铜辊上快速 凝固，制备出合金条带；或者在金属铜模中凝固，制备出合金片或合金棒；
(3)将上述制得的合金进行脱合金化处理，然后在蒸馏水中清洗至中性，晾干即制成纳 米多孔铜。
2.根据权利要求1所述的纳米多孔铜的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述Al-Cu合 金液中Cu所占原子百分比为30-55％，其余为Al。
3.根据权利要求1或2所述的纳米多孔铜的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述脱合 金化处理过程为：于75～95℃下的盐酸溶液中反应1-4小时；或先于氢氧化钠溶液，在 室温下反应1-5小时，然后将合金在蒸馏水中清洗至中性，再于90℃的盐酸溶液中反 应，合金条带的反应时间为1-3小时，合金片或合金棒的反应时间为4-15小时。
4.根据权利要求3所述的纳米多孔铜的制备方法，其特征在于：所述盐酸溶液的质量 百分数为0.1～37％；所述氢氧化钠溶液的质量百分数为1～34％。
5.根据权利要求1或2所述的纳米多孔铜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述惰 性气体为氮气或氩气，惰性气体的压力为0.05-1MPa。
6.根据权利要求1或2所述的纳米多孔铜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中液态合 金的冷却速度为1～106K/s。
7.根据权利要求4所述的纳米多孔铜的制备方法，其特征在于：所述盐酸溶液的质量 百分数为5％；所述氢氧化钠溶液的质量百分数为20％。
8.根据权利要求1或2所述的纳米多孔铜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中制备的 合金条带厚度为10～200μm，宽度为1～50mm，长度为0.5～50cm；制备的合金片厚度为 1mm、宽度为5mm、长度为1～10cm；制备的合金棒直径为1mm、长度为1～10cm。
技术领域
本发明属于纳米材料的制备方法技术领域，具体涉及一种整体连续纳米多孔铜的 制备方法。
背景技术
发明内容
本发明是通过以下技术方案实现的：
所述的整体连续纳米多孔铜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将纯金属铝、铜加热到熔融态，充分搅拌混合成Al-Cu合金液；所述Al-Cu 合金液中Cu所占原子百分比为30-55％，其余为Al，Al和Cu的纯度均为＞99.0wt.％。
(2)利用惰性气体将上述合金液快速吹出，使熔融的液态金属在高速旋转的铜辊上 快速凝固，制备出合金条带；或者在金属铜模中凝固，制备出合金片或合金棒；所述 惰性气体为氮气或氩气，惰性气体的压力为0.05-1MPa；所述液态金属的冷却速度为 1～106K/s。
(3)将上述制得的合金进行脱合金化处理，然后在蒸馏水中清洗至中性，晾干即制 成纳米多孔铜；所述脱合金化处理的具体过程为：于75～95℃下的盐酸溶液中反应1-4 小时；或于氢氧化钠溶液中在室温反应1-5小时，然后将合金在蒸馏水中清洗至中性， 再于90℃的盐酸溶液中反应，合金条带的反应时间为1-3小时，合金片或合金棒的反 应时间为4-15小时。
所述盐酸溶液的质量百分数为0.1～37％，优选为5％；所述氢氧化钠溶液的质量百 分数为1～34％，优选为20％。
制备的合金条带厚度为10～200μm，宽度为1～50mm，长度为0.5～50cm；制备的合 金片厚度为1mm、宽度为5mm、长度为1～10cm；制备的合金棒直径为1mm、长度为 1～10cm。
本发明的制备方法与现有的纳米多孔铜制备工艺相比，具有以下优点：(1)该方 法制备的纳米多孔铜是整体连续的。(2)该方法选用浓度较低的腐蚀溶液即可获得纳 米多孔铜，且操作工艺简便，适宜大规模工业生产。(3)该方法可制备出整体连续的 纳米多孔铜块体材料。(4)本方法可根据母合金的成分和腐蚀溶液的种类，调控纳米 多孔铜的结构和尺寸。
具体实施方式
实施例一
(1)按照原子百分比30％Cu，其余为Al的配比，将Al-Cu合金放入熔炼炉 中加热到熔融状态，经过充分搅拌使其合金化。用氩气将熔融的液体在0.1MPa 压力下快速吹出，在高速旋转的铜辊上快速凝固，冷却速度为103-105K/s，获得厚 度为20～40微米，宽度为2～5毫米，长度为1～5厘米的合金条带。
(2)在85℃下的5wt.％盐酸溶液中反应1小时，至没有明显的反应气泡产 生，停止加热。
(3)将反应后的产品收集，用蒸馏水反复冲洗至化学腐蚀溶液完全洗净(广 泛pH试纸检验冲洗蒸馏水呈中性)。然后在25℃下晾干并保存。该样品呈多孔分 布，由100～1000nm的颗粒组成。
实施例二
(1)按照原子百分比40％Cu，其余为Al的配比，将Al-Cu合金放入熔炼炉 中加热到熔融状态，经过充分搅拌使其合金化。用氮气将熔融的液体在0.5MPa 压力下快速吹出，在高速旋转的铜辊上激冷，冷却速度为104-105K/s，获得厚度为 30～50微米，宽度为2～5毫米，长度为5～20厘米的合金条带。
(2)在95℃下的10wt.％盐酸溶液中反应2小时，没有明显的反应气泡产生， 停止加热。
(3)将反应后的产品收集，用蒸馏水反复冲洗至化学腐蚀溶液完全洗净(广 泛pH试纸检验冲洗蒸馏水呈中性)。然后在25℃下晾干并保存。该纳米多孔铜由 100～200nm的纳米颗粒和100～300nm的韧带组成。
实施例三
(1)按照原子百分比40％Cu，其余为Al的配比，将Al-Cu合金放入熔炼炉 中加热到熔融状态，经过充分搅拌使其合金化。用氩气将熔融的液体在1MPa压 力下快速吹出，使熔融的液态金属在金属铜模中凝固，冷却速度为1-102K/s，制 备出厚度为1mm、宽为5mm的合金片、长度为4cm，或者直径为1mm、长度为 6cm的合金棒。
(2)在室温下于20wt.％氢氧化钠溶液中反应5小时，然后将合金在蒸馏水 中洗至中性，再与5wt.％盐酸溶液在90℃反应15小时。
(3)将反应后的产品收集，用蒸馏水反复冲洗至化学腐蚀溶液完全洗净(广 泛pH试纸检验冲洗蒸馏水呈中性)。然后在25℃下晾干并保存。该多孔铜的孔径 韧带分布为200～500nm。
实施例四
(1)按照原子百分比55％Cu，其余为Al的配比，将Al-Cu合金放入熔炼炉 中。将合金加热到熔融状态，经过充分搅拌使其合金化。用氮气将熔融的液体在 0.05MPa压力下快速吹出，在高速旋转的铜辊上激冷，冷却速度为103-104K/s，获 得厚度为30～50微米，宽度为2～5毫米，长度为5～20厘米的合金条带。
(2)在室温下于34wt.％氢氧化钠溶液反应2小时，然后将合金在蒸馏水中 洗至中性，再与0.1wt.％盐酸溶液在90℃反应3小时。
(3)将反应后的产品收集，用蒸馏水反复冲洗至化学腐蚀溶液完全洗净(广 泛pH试纸检验冲洗蒸馏水呈中性)。然后在25℃下晾干并保存。该多孔铜的孔径 韧带分布为300～500nm。
实施例五
除反应温度为75℃，腐蚀溶液为0.1wt.％盐酸，反应时间为4小时外，其他 操作同实施例一。该多孔铜的孔径韧带分布为100～700nm。
实施例六
除反应温度为95℃，腐蚀溶液为37wt.％盐酸，反应时间为1小时外，其他 操作同实施例一。该多孔铜的孔径韧带分布为300～1000nm。
实施例七
除氢氧化钠溶液为1wt.％，盐酸溶液为37wt.％外，其他操作同实施例三。该 多孔铜的孔径韧带分布为200～500nm。
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