[发明专利]一种金银合金纳米多孔金属材料及其制备工艺

说明书

技术领域：

    本发明涉及一种多孔金属材料的制备领域，具体涉及一种金银合金纳米多孔金属材料的制备领域。

技术背景：

纳米多孔金属是一类具有特殊结构的纳米金属材料。纳米多孔金属材料虽然是一类纳米结构化的体相金属材料，但是纳米尺度的孔壁与孔隙使其具有与其它纳米材料一样的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应，与宏观量子隧道效应等，赋予了这类材料在磁、光、电等方面特殊的性能。因此，纳米多孔金属材料以其高的比表面积、轻质和节约原材料等特点，在催化、过滤、表面等离子体共振、传感、热交换、药物输送等方面存在广阔的应用前景。

目前已用来制备纳米多孔金属材料的方法主要有模板法、去合金化法、与Layer-by一Layer自组装技术，其中，去合金化法具有操作条件易于控制、制备过程简单、成本低、易于实现工业化等优点；而模板法制备过程复杂，制造成本较高，不适合大量制备，Layer-by一Layer自组装技术只是从金属颗粒的混合物而不是合金中腐蚀其中的金属组分，此方法制备过程繁琐，对产物的结构不易控制。因此，去合金化法作为一种简便有效的制备纳米多孔金属的方法目前已经引起了广大科学工作者的关注。

金被公认为是金属元素中化学性质最惰性的元素，因此金长久以来被认为是催化上惰性的，由于金的特殊性质，目前，未见制备金或金合金的纳米多孔金材料的报道。

发明内容：

    本发明的目的是提供一种金银合金纳米多孔金属材料及其制备工艺，可以简便有效的制备金或金合金纳米多孔金属。

    本发明的技术方案是由高纯的(>99.990/0)的金和银按重量比1：1.0-1.2组成，经电化学腐蚀制得的孔径为15±2nm的多孔金。制备工艺步骤包括：（1）将金和银在高温800-1200℃空气中熔化，冷轧成片，（2）在马弗炉700-900℃退火20h，（3）取1.5*2.5cm，25μm厚的金银合金作为阳极，铂片作为阴极，电压0.6-1.0V进行电极反应，（4）10-15min后，停止反应，用超纯水洗涤至中性，干燥12h，即得。

本发明的原理是采用去合金化法制备金银合金纳米多孔金。去合金化的过程包括银的溶解和金的扩散，多孔结构的形成主要依赖于银的溶解速率，金的扩散速率，和金聚集成簇的密度。当银原子在金银合金表面被溶解掉时，导致大量的金原子被暴露出来而且这些原子周围没有配位原子或配位原子很少，这些金原子就有高度的流动性可以向周围扩散聚集成金属簇，随着Ag的腐蚀和金团聚的进行，形成的凹坑会穿透整个合金，形成一个富金的骨架。接下来新腐蚀出来的Au原子会扩散到这个富金的骨架上，这会进一步增加凹坑也就是孔的直径，最后形成一个三维的多孔结构。简单的说就是银的溶解导致结构的粗化，而金的扩散导致结构的平滑，它们之间的竞争导致了多孔结构的形成。

 

有益效益：

    本发明制得的纳米多孔金，孔隙均匀，孔径在15±2nm。制备工艺简便、有效。

具体实施方式：

实施例1：由高纯的(>99.990/0)的金和银按重量比1：1组成，将金和银在高温800℃空气中熔化，冷轧成片，在马弗炉700℃退火20h，取1.5*2.5cm，25μm厚的金银合金作为阳极，铂片作为阴极，电压0.6-1.0V进行电极反应， 10-15min后，停止反应，用超纯水洗涤至中性，干燥12h，制得的孔径为15±2nm的多孔金。

实施例2：由高纯的(>99.990/0)的金和银按重量比1：1组成，将金和银在高温1200℃空气中熔化，冷轧成片，在马弗炉900℃退火20h，取1.5*2.5cm，25μm厚的金银合金作为阳极，铂片作为阴极，电压0.6-1.0V进行电极反应， 10-15min后，停止反应，用超纯水洗涤至中性，干燥12h，制得的孔径为15±2nm的多孔金。