本發(fā)明屬于材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)涉及一種多孔材料的制備方法。

背景技術(shù)：

納米多孔金屬是今年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)新型納米結(jié)構(gòu)材料，由于它具有比表面積大、密度小、結(jié)構(gòu)靈活可調(diào)、滲透性好等特點(diǎn)，使得多孔材料被廣泛地應(yīng)用于分離、催化、傳感、醫(yī)藥、電極、機(jī)械等領(lǐng)域。

制備多孔金屬的一種常用方法是脫合金法和模板法。脫合金方法一般要采用特制合金作為原材料，合金通常采用冶金方法制備，由兩種電化學(xué)電位相差較大的金屬構(gòu)成。通過(guò)電解或者化學(xué)腐蝕的方法控制溶解原材料中相對(duì)較活潑的金屬元素，從而在原材料中產(chǎn)生孔洞結(jié)構(gòu)。最終保留下來(lái)的孔洞骨架由原材料中相對(duì)惰性的金屬構(gòu)成。模板法，工藝相對(duì)復(fù)雜，成本高，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，同時(shí)采用上述方法制備的銀的孔隙結(jié)構(gòu)單一，且難以控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，發(fā)明了一種簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)的制備多孔材料的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明內(nèi)容，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種分級(jí)多孔材料的制備方法包括以下步驟：

(1)采用電化學(xué)氧化方法于電解液中對(duì)金屬材料進(jìn)行氧化處理或采用熱氧化方法于氧氣氣氛中對(duì)金屬材料進(jìn)行氧化處理；

(2)對(duì)步驟(1)所得處理后的金屬材料進(jìn)行電化學(xué)還原；

步驟(1)中所述金屬材料為金、銀、銅、鋅、鐵、鎳、鎂中的一種或兩種以上的合金；步驟(1)中所述電解液為NaOH和KOH中的一種或兩種。

所述對(duì)金屬材料進(jìn)行電化學(xué)氧化和電化學(xué)還原處理的具體過(guò)程為以所述金屬材料為工作電極，以鉑、石墨棒、銀、金中的一種為對(duì)電極，銀/氯化銀、汞/氧化汞或飽和甘汞為參比電極；所述電化學(xué)氧化和電化學(xué)還原的方法為恒電位法。

步驟(1)中所述熱氧化溫度不低于100℃，所述熱氧化時(shí)間為1s～24h。

所述熱氧化溫度優(yōu)選為200℃～1000℃，所述熱氧化時(shí)間優(yōu)選為30min～12h。

所述電化學(xué)氧化過(guò)程中相對(duì)于可逆氫電極的電化學(xué)氧化電位不低于0V，電化學(xué)氧化時(shí)間為1s～12h。

所述電化學(xué)氧化過(guò)程中相對(duì)于可逆氫電極電化學(xué)氧化電位優(yōu)選為0V～3V；所述電化學(xué)氧化時(shí)間優(yōu)選為10min～3h。

所述電化學(xué)還原的過(guò)程中相對(duì)于可逆氫電極的電化學(xué)還原電位為-0.1V～-3V； 電化學(xué)還原時(shí)間為1s～12h。

所述電化學(xué)還原的過(guò)程中相對(duì)于可逆氫電極的電化學(xué)還原電位優(yōu)選為-0.6V～-1.2V；所述電化學(xué)還原時(shí)間優(yōu)選為10min～3h。

所述多孔材料制備方法制得的分級(jí)多孔材料，所制得的分級(jí)多孔材料，由金屬納米粒子聚集形成的一級(jí)孔聚集體再次聚集形成的二級(jí)孔聚集體相互連接而形成；所述一級(jí)孔聚集體上具有一級(jí)孔，一級(jí)孔的孔徑為5～300nm；所述二級(jí)孔聚集體上具有二級(jí)孔，二級(jí)孔的孔徑為0.5～5μm。

所述制得的分級(jí)多孔材料中，金屬納米粒子的直徑為10～100nm，所述一級(jí)孔聚集體的直徑為1～6μm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述多孔材料的制備方法具有綠色環(huán)保、簡(jiǎn)便、易于實(shí)施、生產(chǎn)成本低；以及制備過(guò)程中多孔金屬的孔徑及孔隙率分布可控；且大部分金屬均能形成氧化物，之后可以通過(guò)簡(jiǎn)單快捷的脫除氧離子的方式制備得到多孔金屬，因此該方法同時(shí)具有普遍使用的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1制備的多孔鋅的掃描電鏡照片。

圖2為比較例1和實(shí)施例1制備的納米多孔鋅的二氧化碳電還原性能曲線(xiàn)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的描述。當(dāng)然本發(fā)明并不僅限于這些具體的實(shí)施例。

比較例1：鋅片(國(guó)藥)。

實(shí)施例1：配制含0.1M的NaOH的溶液并將其作為電解液，鋅片作為工作電極，鉑片為對(duì)電極，汞/氧化汞電極為參比電極，先在3V(相對(duì)于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)氧化處理30min，之后在-3V(相對(duì)于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)還原10min得到多孔鋅。

實(shí)施例2：配制含0.2M的KOH的溶液并將其作為電解液，銅絲作為工作電極，鉑片為對(duì)電極，銀/氯化銀電極為參比電極，先在0V(相對(duì)于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)氧化處理1s，之后在-2V(相對(duì)于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)還原1s得到多孔銅。

實(shí)施例3：配制含0.3M的NaOH的溶液并將其作為電解液，鎳箔作為工作電極，鉑片為對(duì)電極，飽和甘汞電極為參比電極，先在2.0V(相對(duì)于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)氧化處理12h，之后再-1.2V(相對(duì)于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)還原得到多孔鎳3h。

實(shí)施例4：將1cm²的銅箔在1000℃的空氣氣氛中熱處理24h，之后將其作為工作電極，0.2M KOH作為電解液，鉑片為對(duì)電極，汞/氧化汞電極為參比電極，再-1.2V(相對(duì)于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)還原12h得到多孔銅。

實(shí)施例5：將1cm²的鐵箔在200℃的空氣氣氛中熱處理12h，之后將其作為工作電極，0.1M NaOH作為電解液，鉑片為對(duì)電極，汞/氧化汞電極為參比電極，再-1.7V(相對(duì)于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)還原6h得到多孔鐵。

實(shí)施例6：配制含0.5M的KOH的溶液并將其作為電解液，銀絲作為工作電極，鉑片為對(duì)電極，銀/氯化銀電極為參比電極，先在1.2V(相對(duì)于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)氧化處理3h，之后再-0.1V(相對(duì)于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)還原得到3h多孔銀。

實(shí)施例7：將1cm²的金箔在500℃的氧氣氣氛中熱處理30min，之后將其作為工作電極，0.1M NaOH作為電解液，鉑片為對(duì)電極，汞/氧化汞電極為參比電極，再-0.6V(相對(duì)于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)還原10min得到多孔金。

實(shí)施例8：將1cm²的鎂箔在600℃的氧氣氣氛中熱處理8h，之后將其作為工作電極，0.1M NaOH作為電解液，鉑片為對(duì)電極，汞/氧化汞電極為參比電極，再-1.85V(相對(duì)于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)還原2h得到多孔鎂。

圖1為根據(jù)實(shí)施例1制備的納米多孔鋅的掃描電鏡照片，如圖所示該材料納米粒子的直徑為10-100nm，納米粒子聚集形成的聚集體的大小為1-6μm。

圖2為比較例1和實(shí)施例1制備的納米多孔鋅的二氧化碳電還原性能曲線(xiàn)。比較可知，納米多孔鋅的二氧化碳活性要高于鋅片的。