多孔金的形成與演化.pdf

1、多孔金屬材料是一種兼具功能和結(jié)構(gòu)雙重屬性的新型工程材料，不僅保留了金屬的可焊性、延展性、導(dǎo)電性等特性，還具有其它多孔材料具有的質(zhì)輕、比表面積高等特點，非常適合用來分離、催化、傳感器等的基底材料，因此制備導(dǎo)電性良好的多孔金屬材料顯得非常重要。多孔金可以間接通過倒模/復(fù)制其他納米多孔材料及其它方法來獲得，但是從實用角度看這些方法成本高，效率低。本論文采用了一種簡單易控制的方法一去合金化法制備多孔金并探討它的演化過程。 去合金化是一個

2、腐蝕過程，簡單的講去合金化過程就是從兩元或多元合金中選擇性的溶解一種活性較高的金屬元素，從而形成了富含另一種金屬元素的多孔海綿體。去合金化法形成的多孔金屬具備許多不同于其他多孔材料的結(jié)構(gòu)性能。它具有單晶、多孔、孔徑連續(xù)可調(diào)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、材料宏觀形態(tài)和尺寸靈活可控等特點，將有望在航空航天、交通運輸、石油化工、冶金機械等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 通過室溫下在硝酸中自由腐蝕金銀合金，成功制備了各向同性雙連續(xù)結(jié)構(gòu)納米多孔金。雖然在硝酸中自由腐

3、蝕金銀合金可以簡單制備多孔金，但是在硝酸中金原子的擴散比較快，孔徑很容易粗化，因此通過自由腐蝕只能得到大于10nm的多孔金，而更小孔徑的多孔金無法得到。在濃硝酸中加一定電壓可以進一步加快銀的腐蝕，在較短的時間內(nèi)就可得到5nm左右的多孔金。在其它無任何毒副作用的離子溶液如硝酸鉀溶液中通過電化學(xué)腐蝕可以得到孔徑2nm左右的多孔金。 不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)讖接胁煌囊?，電解液中金的快速表面擴散賦予了多孔金獨特的能力具有多孔性，可通過簡單

4、的后處理來調(diào)節(jié)孔徑大小。可以通過簡單改變腐蝕時間、溫度、電壓、電解質(zhì)溶液，退火溫度等因素得到小至2nm大到幾百納米的多孔金，并從中總結(jié)出一定的規(guī)律，力圖實現(xiàn)納米多孔金形貌的控制。 在微流體領(lǐng)域，多層次孔徑材料可以起到提高探測速率和影響靈敏度的作用，在生物方面多層次孔徑材料又可用來分離。通過腐蝕和退火相結(jié)合的方法制備了多層次孔。并且多層次孔中的任一部分孔徑我們都可以通過不同腐蝕時間、腐蝕溫度、退火時間及退火溫度等條件來任意改變，從