[发明专利]三维多孔复合材料

说明书

本发明涉及一种三维多孔复合材料，该三维多孔复合材料包括金属韧带和至少一个碳纳米管结构，所述金属韧带之间形成多孔结构，该至少一个碳纳米管结构设置于所述金属韧带中，所述至少一个碳纳米管结构包括至少一层碳纳米管膜，该至少一层碳纳米管膜包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管首尾相连且沿同一方向择优取向排列。

技术领域

本发明涉及一种三维多孔复合材料。

背景技术

纳米多孔金属材料拥有高比表面积、比模量等特性的同时，还兼具金属材料的高导热率、高导电率等优异性能，从而在催化、能量储存及转化、生物传感、分子检测、消音吸振、屏蔽、热交换、电化学等领域中有着广阔的应用前景。

目前，在应用纳米多孔金属材料时一般将该纳米多孔金属材料与其他各种材料进行复合形成纳米多孔金属复合材料。然而，在纳米多孔金属材料与其他各种材料进行复合过程中通常会引入粘结剂，增加了复合材料的内阻，限制了纳米多孔金属材料在很多应用中的高服役性能；且由于纳米多孔金属复合材料本身非常易碎，不具备自支持的性能，使得纳米多孔金属稳定性差、电导率低以及强度差，从而影响其应用前景。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种具有较强稳定性、较高强度及良好导电性的三维多孔复合材料。

一种三维多孔复合材料，该三维多孔复合材料包括金属韧带和至少一个碳纳米管结构，所述金属韧带之间形成多孔结构，该至少一个碳纳米管结构设置于所述金属韧带中，所述至少一个碳纳米管结构包括至少一层碳纳米管膜，该至少一层碳纳米管膜包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管首尾相连且沿同一方向择优取向排列。

与现有技术相比较，本发明提供的三维多孔复合材料中设置有至少一层碳纳米管膜，由于碳纳米管膜具有良好的机械强度、韧性以及导电性，因此，三维多孔复合材料具有良好的机械强度、韧性以及导电性。

附图说明

图1是本发明实施例中三维多孔复合材料的结构示意图。

图2是本发明实施例中多根碳纳米管设置于三维多孔复合材料的金属韧带中的扫描电镜图。

图3是本发明实施例图1中三维多孔复合材料制备方法的流程图。

图4a是本发明实施例用0.05m/L的稀盐酸腐蚀后形成的三维多孔复合材料的扫描电镜图。

图4b是图4a形成的三维多孔复合材料的横截面扫描电镜图。

图5是本发明实施例中用0.05m/L的稀盐酸电化学腐蚀后形成的三维多孔复合材料的扫描电镜图。

图6是本发明实施例中三维多孔复合材料在低倍下的扫描电镜图。

图7是本发明实施例中用0.05m/L的稀盐酸腐蚀15个小时形成的三维多孔复合材料的扫描电镜图。

具体实施方式

以下将结合附图及具体实施例，对本发明提供的三维多孔复合材料及其制备方法作进一步详细说明。

请参阅图1及图2，本发明实施例提供一种三维多孔复合材料，该三维多孔复合材料包括金属韧带和至少一个碳纳米管结构，所述金属韧带之间形成多孔结构，该至少一个碳纳米管结构设置于所述金属韧带中，所述至少一个碳纳米管结构包括至少一层碳纳米管膜，该至少一层碳纳米管膜包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管首尾相连且沿同一方向择优取向排列。

可以理解为，所述三维多孔复合材料呈三维网状，所述多孔结构是由金属韧带相互交错形成多个孔的结构。所述多个孔可以呈规则分布，如三维双连续网络形式分布，也可以呈不规则分布。该多个孔的孔径小于等于100μm。该多个孔的形成方法不限。优选的，所述金属韧带的材料可以为铜、汞、银、铂、金等惰性金属中的任意一种。本实施例中，所述金属韧带的材料为铜。