[发明专利]一种山脉状表面结构镍基材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种山脉状表面结构镍基材料的制备方法，属于材料表面处理技术领域。该制备方法采用含有硫氰酸盐添加剂的酸性溶液刻蚀处理镍基材料，在其表面形成沟壑分明的山脉状结构。硫氰酸根与镍有很强的配位作用，诱导酸液选择性刻蚀镍基材料，从而获得山脉状结构的粗糙表面。调节刻蚀液中硫氰酸盐与酸的浓度，可实现山脉状结构尺寸和密度的调控。山脉状表面结构的镍基材料比表面积大、沟壑均匀、尺寸一致、粗糙度高，在储能、催化、合成等领域具有重要用途。本发明提供的山脉状表面结构镍基材料的制备方法安全性高、可控性强、操作简便，可实现大规模生产，具有重要应用价值。

技术领域

本发明涉及材料表面处理技术领域，具体而言，涉及一种山脉状表面结构镍基材料的制备方法。

背景技术

镍网导电性好、耐蚀性强，常作为基底广泛应用于储能、催化、合成等领域。但是商业化镍网比表面积低、附着力差，易导致活性材料脱落，而制约着器件性能稳定。因此，大量工作集中于镍网的改性处理，旨在获得表面结构丰富、理化性质稳定的镍网载体。

刻蚀改性镍网，在表面形成丰富微纳结构的同时，保留了基底的整体形貌，在实际应用中具有重要价值。镍网的刻蚀改性已有报道，但现有技术仍然存在一系列问题，无法实现大规模制备，难以满足工业应用需求。如授权公告号为CN 112117469 B的专利，首先用酸对镍网进行活化，再将泡沫镍与席夫碱进行溶剂热反应，得到席夫碱配位刻蚀的镍网，最后在保护气氛中碳化，即得具有丰富孔洞结构的镍网。该方法制备过程复杂、操作繁琐、能耗高，不利于大规模生产。授权公告号为CN 108425144 B的专利，以H₂SO₄作为电解液，采用电化学技术将镍网刻蚀成具有喀斯特地貌状的结构。该方法需要对电位进行精准调控，设备要求高。并且镍网的三维结构引起表面电场强度不均匀，导致刻蚀效果不一致。因此，开发出一种操作简便，可规模化改性处理镍网的方法十分重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种操作简单、能耗低、安全性高、可控性好、刻蚀效果均匀和可规模化生产的山脉状表面结构镍基材料的制备方法。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下。

一种山脉状表面结构镍基材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、配制一定浓度的酸溶液；

S2、在步骤S1配制的酸溶液中加入硫氰酸盐添加剂，得到刻蚀液；

S3、将镍基材料浸泡在步骤S2配制的刻蚀液中，静置刻蚀一段时间；

S4、将完成步骤S3的镍基材料取出，洗净烘干，得到山脉状表面结构的镍基材料。

与现有技术相比，本发采用含有硫氰酸盐添加剂的酸性溶液刻蚀处理镍基材料，在其表面形成沟壑分明的山脉状结构。硫氰酸根与镍有很强的配位作用，诱导酸液选择性刻蚀镍基材料，从而获得山脉状结构的粗糙表面。调节刻蚀液中硫氰酸盐与酸的浓度，可实现山脉状结构尺寸和密度的调控。山脉状表面结构的镍基材料比表面积大、沟壑均匀、尺寸一致、粗糙度高，在储能、催化、合成等领域具有重要用途。本发明提供的山脉状表面结构镍基材料的制备方法安全性高、可控性强、操作简便，可实现大规模生产，具有重要应用价值。

优选地，步骤S1中所述的酸为硫酸、盐酸、硝酸中的一种或几种。利用硫酸、盐酸和硝酸的强酸、强腐蚀性，最终达到刻蚀镍基材料的目的。

优选地，步骤S1中所述酸溶液的浓度为0.01-2mol/L。酸溶液的浓度过低时，刻蚀作用缓慢或不能达到刻蚀镍基材料的目的，酸溶液的浓度过高，则会造成对镍基材料的过渡腐蚀，在镍基材料表面无法得到山脉状的表面结构，因此酸溶液的浓度优选为0.01-2mol/L。