專利名稱：金屬多孔材料的制備方法及由該方法制得的金屬多孔材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬多孔材料的制備方法及由該方法制得的金屬多孔材料。
背景技術(shù)：
廢氣嚴(yán)重污染人類的生存環(huán)境，危害人類的健康，因此日益受到人們的關(guān)注。貴金屬催化劑是一種能改變化學(xué)反應(yīng)速度而本身又不參與反應(yīng)的材料。貴金屬的d電子軌道未填滿，表面易吸附反應(yīng)物，因而催化活性較高，同時貴金屬還具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等優(yōu)良特性，可被廣泛用作廢氣凈化催化劑。貴金屬的催化作用與其比表面積密切相關(guān)，比表面積越大，催化效率越高。為提高貴金屬的催化效率，通常通過制備納米貴金屬顆?；蛑苽涠嗫踪F金屬膜來實現(xiàn)。但貴金屬納米顆粒易團聚，應(yīng)用上受到一定的阻礙；而多孔貴金屬膜的制備工藝仍未成熟。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種工藝穩(wěn)定可靠的金屬多孔材料的制備方法。另外，還有必要提供一種由上述方法所制得的金屬多孔材料。一種金屬多孔材料的制備方法，其包括如下步驟提供一基材；采用PVD鍍膜技術(shù)在該基材的表面形成一預(yù)制層，該預(yù)制層中含有貴金屬X和金屬M,所述貴金屬X為金、銀、鉬、鈀、銠、銥、鋨及釕中的一種或以上；所述金屬M為鈣、鋁及鎂中的一種或以上，該預(yù)制層中金屬M的質(zhì)量百分含量為30 70% ；采用電化學(xué)蝕刻法去除所述預(yù)制層表層的金屬M，使預(yù)制層的表層部分形成一多孔貴金屬層，該電化學(xué)蝕刻法中所使用的電解液為鹽酸、硫酸、甲酸、乙酸和草酸中的一種。一種金屬多孔材料包括基材、形成于基材上的金屬層及形成于金屬層上的多孔貴金屬層，該金屬層中含有貴金屬X和金屬M,該多孔貴金屬層中含有貴金屬X，所述貴金屬X 為金、銀、鉬、鈀、銠、銥、鋨及釕中的一種或以上；所述金屬M為鈣、鋁及鎂中的一種或以上， 所述金屬層中金屬M的質(zhì)量百分含量為30 70%。 本發(fā)明所述金屬多孔材料采用PVD鍍膜技術(shù)在基材上先形成預(yù)制層，再通過電化學(xué)蝕刻法去除預(yù)制層的部分金屬M，使預(yù)制層的表層部分形成多孔貴金屬層，所述制備方法穩(wěn)定可靠且環(huán)保。


圖1是本發(fā)明一較佳實施例金屬多孔材料的剖視圖。主要元件符號說明金屬多孔材料10基材11金屬層13
多孔貴金屬層1具體實施例方式本發(fā)明一較佳實施方式的金屬多孔材料10 (如圖1所示)的制備方法包括如下步驟提供一基材11，該基材11可為塑料或不銹鋼。對基材11進行預(yù)處理。所述預(yù)處理步驟包括先使用氫氧化鈉或氫氧化鉀等堿性溶液對基材11進行除油除蠟，再使用去離子水對基材11進行清洗，清洗完畢后將基材11 烘干備用。采用磁控濺射法或電弧離子鍍膜法在經(jīng)上述處理的基材11的表面沉積一預(yù)制層，該預(yù)制層中含有貴金屬X和金屬M，所述貴金屬X可為金(Au)、銀(Ag)、鉬(Pt)、鈀(Pd)、 銠0 )、銥(Ir)、鋨(Os)及釕(Ru)中的一種或以上；所述金屬M可為鈣、鋁及鎂中的一種或以上，所述預(yù)制層中金屬M的質(zhì)量百分含量為30 70%。沉積所述預(yù)制層在一真空鍍膜機中進行，使用金屬合金靶材，該金屬合金靶材中含有貴金屬X和金屬M，所述貴金屬X可為金、銀、鉬、鈀、銠、銥、鋨及釕中的一種或以上；所述金屬M可為鈣、鋁及鎂中的一種或以上，所述金屬合金靶材中金屬M的質(zhì)量百分含量為30 70% ；以氬氣為工作氣體，氬氣的流量為150 500SCCm，對基材11施加的偏壓為0 -250V，所述基材11若為不銹鋼，加熱使所述真空鍍膜機的鍍膜室的溫度為30 150°C ；所述基材11若為塑料，加熱使所述鍍膜室的溫度為30 70°C。使用磁控濺射法沉積所述預(yù)制層時，金屬合金靶材的功率可為5 11KW，鍍膜時間可為60 300min。使用電弧離子鍍膜法沉積所述預(yù)制層時，金屬合金靶材的功率可為1. 5 5KW，鍍膜時間可為20 80min。所述預(yù)制層的厚度可為2 8 μ m。使用電化學(xué)蝕刻法去除所述預(yù)制層表層的金屬M，使預(yù)制層的表層部分形成一多孔貴金屬層15，該預(yù)制層未被去除金屬M的部分形成為金屬層13。所述電化學(xué)蝕刻法以沉積有預(yù)制層的基材11為陽極，以鹽酸、硫酸、甲酸、乙酸和草酸中的一種為電解液，所述電解液中鹽酸、硫酸、甲酸、乙酸或草酸的質(zhì)量百分含量可為3 15% ；使用恒壓電源，電壓可為2 5V，電流密度可為0. 5 4mA/cm2，反應(yīng)時間可為3 20min。所述多孔貴金屬層15 中的孔的直徑為50 120nm，孔隙率為60 80%。所述多孔貴金屬層15的厚度為2 6 μ m0請再一次參閱圖1，由上述方法所制得的金屬多孔材料10包括基材11、形成于基材11上的金屬層13及形成于金屬層13上的多孔貴金屬層15。該基材11可為塑料或不銹鋼。該金屬層13中含有貴金屬X和金屬M，所述貴金屬X可為金、銀、鉬、鈀、銠、銥、鋨及釕中的一種或以上；所述金屬M可為鈣、鋁及鎂中的一種或以上，所述金屬層13中金屬M 的質(zhì)量百分含量為30 70%。該金屬層13的厚度可為0.5 Ιμπι。該多孔貴金屬層15中含有貴金屬X。所述多孔貴金屬層15中的孔的直徑可為 50 120nm，孔隙率可為60 80%。該多孔貴金屬層15的厚度可為2 6 μ m。本發(fā)明所述金屬多孔材料10采用PVD鍍膜技術(shù)在基材11形成預(yù)制層，再通過電化學(xué)蝕刻法去除預(yù)制層的部分金屬M，使預(yù)制層的表層部分形成多孔貴金屬層15，所述制備方法的工藝穩(wěn)定、可靠，且環(huán)保。
權(quán)利要求
1.一種金屬多孔材料的制備方法，其包括如下步驟提供一基材；采用PVD鍍膜技術(shù)在該基材的表面形成一預(yù)制層，該預(yù)制層中含有貴金屬X和金屬M, 所述貴金屬X為金、銀、鉬、鈀、銠、銥、鋨及釕中的一種或以上；所述金屬M為鈣、鋁及鎂中的一種或以上，該預(yù)制層中金屬M的質(zhì)量百分含量為30 70% ；采用電化學(xué)蝕刻法去除所述預(yù)制層表層的金屬M，使預(yù)制層的表層部分形成一多孔貴金屬層，該電化學(xué)蝕刻法中所使用的電解液為鹽酸、硫酸、甲酸、乙酸和草酸中的一種。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬多孔材料的制備方法，其特征在于所述基材為塑料或不銹鋼。
3.如權(quán)利要求1所述的金屬多孔材料的制備方法，其特征在于形成所述預(yù)制層的步驟采用如下方式實現(xiàn)采用磁控濺射法，使用金屬合金靶材，該金屬合金靶材中含有貴金屬X和金屬M，所述貴金屬X為金、銀、鉬、鈀、銠、銥、鋨及釕中的一種或以上；所述金屬M 為鈣、鋁及鎂中的一種或以上，所述金屬M的質(zhì)量百分含量為30 70%，該金屬合金靶材的功率為5 11KW，以氬氣為工作氣體，氬氣的流量為150 500cm，對基材施加的偏壓為 0 -250V，加熱使所述鍍膜室的溫度為30 150°C或30 70°C，鍍膜時間為60 300min。
4.如權(quán)利要求1所述的金屬多孔材料的制備方法，其特征在于形成所述預(yù)制層的步驟采用如下方式實現(xiàn)采用電弧離子鍍膜法，使用金屬合金靶材，該金屬合金靶材中含有貴金屬X和金屬M，所述貴金屬X為金、銀、鉬、鈀、銠、銥、鋨及釕中的一種或以上；所述金屬M 為鈣、鋁及鎂中的一種或以上，所述金屬M的質(zhì)量百分含量為30 70%，該金屬合金靶材的功率為1. 5 5KW，以氬氣為工作氣體，氬氣的流量為150 500cm，對基材施加的偏壓為 0 -250V，加熱使所述鍍膜室的溫度為30 150°C或30 70°C，鍍膜時間為20 80min。
5.如權(quán)利要求1所述的金屬多孔材料的制備方法，其特征在于所述預(yù)制層的厚度為 2 8 μ m0
6.如權(quán)利要求1所述的金屬多孔材料的制備方法，其特征在于所述電化學(xué)蝕刻法采用如下方式實現(xiàn)以鍍有預(yù)制層的基材為陽極，以鹽酸、硫酸、甲酸、乙酸和草酸中的一種為電解液，所述電解液中鹽酸、硫酸、甲酸、乙酸或草酸的質(zhì)量百分含量為3 15%;使用恒壓電源，電壓為2 5V，電流密度為0. 5 4mA/cm2，反應(yīng)時間為3 20min。
7.如權(quán)利要求1所述的金屬多孔材料的制備方法，其特征在于所述多孔貴金屬層的厚度為2 6μπι。
8.如權(quán)利要求1所述的金屬多孔材料的制備方法，其特征在于所述多孔貴金屬層中的孔的直徑為50 120nm，孔隙率為60 80%。
9.一種金屬多孔材料，其包括基材、形成于基材上的金屬層及形成于金屬層上的多孔貴金屬層，其特征在于該金屬層中含有貴金屬X和金屬M，該多孔貴金屬層中含有貴金屬 X，所述貴金屬X為金、銀、鉬、鈀、銠、銥、鋨及釕中的一種或以上，所述金屬M為鈣、鋁及鎂中的一種或以上，所述金屬層中金屬M的質(zhì)量百分含量為30 70%。
10.如權(quán)利要求9所述的金屬多孔材料，其特征在于所述多孔貴金屬層中的孔的直徑為50 120nm，孔隙率為60 80%。
11.如權(quán)利要求9所述的金屬多孔材料，其特征在于所述金屬層的厚度為0.5 1 μ m0
12.如權(quán)利要求9所述的金屬多孔材料，其特征在于所述多孔貴金屬層的厚度為2 6 μ m0
全文摘要
本發(fā)明提供一種金屬多孔材料的制備方法，其包括如下步驟提供一基材；在該基材的表面形成一預(yù)制層，該預(yù)制層中含有貴金屬X和金屬M，所述貴金屬X為金、銀、鉑、鈀、銠、銥、鋨及釕中的一種或以上；所述金屬M為鈣、鋁及鎂中的一種或以上；采用電化學(xué)蝕刻法去除所述預(yù)制層表層的金屬M，使預(yù)制層的表層部分形成一多孔貴金屬層，該電化學(xué)蝕刻法中所使用的電解液為鹽酸、硫酸、甲酸、乙酸和草酸中的一種。所述金屬多孔材料的制備方法穩(wěn)定可靠且環(huán)保。本發(fā)明還提供一種上述方法制得的金屬多孔材料。
文檔編號C23F17/00GK102485959SQ201010568110
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者張新倍, 林順茂, 蔣煥梧, 陳文榮, 陳正士 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司