一种担载型分级多孔银及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种担载型分级多孔银，所述担载型分级多孔银的载体为泡沫金属，所述分级多孔银由银纳米粒子聚集形成的一级孔银聚集体，一级孔银聚集体再次聚集相互连接而形成；所述泡沫金属载体的金属为铜、镍、铁中的一种或两种以上的合金。所述担载型分级多孔银的制备方法，泡沫金属为前体，用电化学的方法制备卤化银，再在一定的条件下还原制备分级多孔银的方法。与现有技术相比，本发明专利技术所述担载型分级多孔银由银纳米粒子聚集形成的一级孔、银纳米聚集体相互连接形成的二级孔及泡沫金属载体本身具有的大孔构成,本发明专利技术所述分级多孔银的制备方法具有绿色环保、简便、易于实施、生产成本低；以及制备过程中分级多孔银的孔径及孔隙率分布可控等优点。

Supported type hierarchical porous silver and preparation method thereof

The invention relates to a supported hierarchical porous silver, the carrier supported silver for hierarchical porous metal foam, a hole in the hierarchical porous aggregates of silver silver from silver nanoparticles aggregation, a hole silver aggregates again gathered with each other and form; the foam metal carrier metal for one or more than two alloy of copper, nickel and iron. The preparation method of the supported graded porous silver, the foam metal as the precursor, the preparation of silver halide by electrochemical method, and the reduction of the prepared porous silver under certain conditions are carried out. Compared with the prior art, a big hole hole, silver nanoparticles aggregates the supported porous silver silver nanoparticles formed by the aggregation of interconnected two holes and foam metal carrier itself with the composition, the preparation method of the porous silver with green, simple and it is easy to implement and has the advantages of low production cost; and the preparation process of graded pore size and porosity distribution of controllable porous silver etc..

【技术实现步骤摘要】
一种担载型分级多孔银及其制备方法
本专利技术属于纳米材料制备领域，具体的说涉及一种担载型分级多孔银；本专利技术还涉及所述担载型分级多孔银的制备方法。
技术介绍
纳米多孔金属是近年来发展起来的一类新型纳米结构材料，由于它具有比表面积大、密度小、结构灵活可调、渗透性好等特点，使得多孔材料被广泛地应用于分离、催化、传感、医药、电极、机械等领域。多孔银由于其优异的物理化学性质，在催化剂材料、电子陶瓷材料、防静电材料、生物传感器材料等领域有广泛的应用前景。制备多孔金属的常用方法是脱合金法和模板法。但是这两种方法工艺相对复杂，成本高，难以实现工业化生产，同时采用上述方法制备的银的孔隙结构单一，且难以控制。针对现有技术中存在的问题，我们专利技术了一种分级多孔银及一种简单易于实现的制备分级多孔银的方法，且已经申请了中国专利。由该方法制备的分级多孔银具有优异的氧还原和过氧化氢还原电催化活性，但是该分级多孔银的孔尺寸主要是纳米级的，仅存在少量的微米级的孔，当制备的分级多孔银厚度较大时，其多孔结构仍然不利于反应物质在孔道内的传输，导致其活性物质不能充分利用。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的问题，专利技术了一种担载型分级多孔银的制备方法及一种简单易于实现的制备担载型分级多孔银的方法。为实现上述
技术实现思路
，本专利技术采用以下技术方案来实现：一种担载型分级多孔银，所述担载型分级多孔银的载体为泡沫金属，所述分级多孔银由银纳米粒子聚集形成的一级孔银聚集体，一级孔银聚集体再次聚集相互连接而形成。所述泡沫金属载体的金属为铜、镍、铁中的一种或两种以上的合金；所述分级多孔银于泡沫金属载体上的载量为0.1mg/cm2～20mg/cm2泡沫金属,所述分级多孔银于泡沫金属载体上的载量优选为1mg/cm2～10mg/cm2。所述一级孔银聚集体上具有一级孔，一级孔的孔径在5～500nm之间，再次聚集的一级孔银聚集体之间具有二级孔，二级孔的孔径在1～5μm之间；所述一级孔的孔径优选为20～200nm；二级孔的孔径优选为1.5～3μm。所述银纳米粒子的直径为20～300nm，一级孔银聚集体的大小为0.5～5μm。所述银纳米粒子的直径优选为45-180nm，一级孔银聚集体的大小优选为0.5～2μm。所述担载型分级多孔银的制备方法如下：采用电镀或化学镀或涂覆的方法于泡沫金属上担载金属银，进一步采用电化学方法对担载在泡沫金属上的金属银进行氧化处理，之后进行还原制得担载型分级多孔银。所述采用电化学方法对担载在泡沫金属上的金属银进行氧化处理的过程中，以担载金属银的泡沫金属为工作电极，以铂或石墨棒中的一种为对电极，银/氯化银、汞/氧化汞或饱和甘汞中的一种为参比电极，以含Cl-、Br-或I-中的一种或两种以上卤素离子的溶液为电解液。所述电化学方法对担载在泡沫金属上的银进行氧化处理的过程中，相对于可逆氢电极的电化学处理电位为0.5V～10V；电化学处理时间为1s-100h。所述电化学处理电位优选为0.5V～5V；所述电化学处理时间优选为60s-20h；所述电化学处理时间最优为120s-8h。所述电解液中卤素离子的浓度总和大于0.001mM。所述还原方法为电化学还原、光照还原、电子束还原、辐射还原、激光还原中的一种或两种以上。与现有技术相比，本专利技术所述担载型分级多孔银具有多级孔结构，其包括泡沫金属载体的大孔，由银纳米聚集体相互连接形成的二级孔的中孔以及由银纳米粒子聚集形成的一级孔的小孔。多级孔结构有利于催化领域的多相传质，如将其用作过氧化氢电还原电催化剂和氧还原电催化剂时，泡沫金属载体的大孔有利于过氧化氢电还原产生的氧气的脱除和氧气的传输，用作氧还原电催化剂时，泡沫金属载体的大孔有利于氧气的传输，多孔银的一级孔和二级孔使其表面积增加，从而使得单位质量银催化剂对过氧化氢还原反应及氧还原反应的电催化活性大幅提高。本专利技术所述担载型分级多孔银的制备方法具有绿色环保、简便、易于实施、生产成本低；以及制备过程中分级多孔银的孔径及孔隙率分布可控等优点。附图说明：图1a,b为比较例1的泡沫镍的SEM照片；图1c,d为比较例2的电镀银之后的泡沫镍的SEM照片；图1e,f为根据实施例1制备的经电化学多孔化处理之后的泡沫镍载银的SEM照片。图2a、b、c分别为为比较例1的泡沫镍、比较例2的泡沫镍载银和根据实施例1制备的泡沫镍载分级多孔银作为过氧化氢阴极还原反应电催化剂时的铝-过氧化氢电池性能。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做详细的描述。当然本专利技术并不仅限于这些具体的实施例。比较例1：商品泡沫镍。比较例2：电镀银后的商品泡沫镍。实施例1：配置含0.1MNaCl和0.1MNaOH的溶液并将其作为电解液，将担载一定质量银的泡沫镍作为工作电极，铂片为对电极，汞/氧化汞电极为参比电极，在1.0V(相对于可逆氢电极)下电化学处理2h后再在0.1MNaOH电解液中在0.15V(相对于可逆氢电极)下进行电化学还原1h得到多孔银。实施例2：配置含0.001mMNaCl的溶液并将其作为电解液，将担载一定质量银的泡沫镍作为工作电极，石墨棒为对电极，银/氯化银电极为参比电极，在1.5V(相对于可逆氢电极)下电化学处理100h后再在20万勒克斯的强光照下照射1h得到多孔银。实施例3：配置含2MNaCl和0.1MHCl的溶液并将其作为电解液，将担载一定质量银的泡沫镍作为工作电极，银片为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，在5.0V下电化学处理360s后再进行铜靶X射线照射1h得到多孔银。实施例4：配置饱和NaCl的溶液并将其作为电解液，将担载一定质量银的泡沫镍作为工作电极，银/氯化银电极为参比电极，在10.0V下电化学处理1s后再用电子枪束轰击20min得到多孔银。实施例5：配置含0.1MHCl的溶液并将其作为电解液，将担载一定质量银的泡沫镍作为工作电极，Pt片为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，在2.0V下电化学处理1h后再进行1W的激光照射1h得到多孔银。实施例6：配置含0.001mMNaBr的溶液并将其作为电解液，将担载一定质量银的泡沫镍作为工作电极，石墨棒为对电极，银/氯化银电极为参比电极，在1.5V(相对于可逆氢电极)下电化学处理100h后再在50万勒克斯的强光照下照射5min得到多孔银。实施例7：配置含0.005MNaBr和0.1MNaOH的溶液并将其作为电解液，将担载一定质量银的泡沫镍作为工作电极，铂片为对电极，汞/氧化汞电极为参比电极，在1.0V(相对于可逆氢电极)下电化学处理20h后再在0.1MNaOH电解液中在0.3V(相对于可逆氢电极)下进行电化学还原10min得到多孔银。实施例8：配置含2MNaBr和0.1MHBr的溶液并将其作为电解液，将担载一定质量银的泡沫镍作为工作电极，银片为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，在5.0V下电化学处理1s后再进行镁靶X射线照射1h得到多孔银。实施例9：配置饱和NaBr的溶液并将其作为电解液，将担载一定质量银的泡沫镍作为工作电极，金片为对电极，银/氯化银电极为参比电极，在10.0V下电化学处理60s后再用电子枪束轰击40min得到多孔银。实施例10：配置含0.1MHBr的溶液并将其作为电解液，将担载一定质量银的泡沫镍作为工作电极，Pt片为对电极，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种担载型分级多孔银，其特征在于：所述担载型分级多孔银的载体为泡沫金属，所述分级多孔银由银纳米粒子聚集形成的一级孔银聚集体，一级孔银聚集体再次聚集相互连接而形成。

【技术特征摘要】
1.一种担载型分级多孔银，其特征在于：所述担载型分级多孔银的载体为泡沫金属，所述分级多孔银由银纳米粒子聚集形成的一级孔银聚集体，一级孔银聚集体再次聚集相互连接而形成。2.如权利要求1所述担载型分级多孔银，其特征在于：所述泡沫金属载体的金属为铜、镍、铁中的一种或两种以上的合金；所述分级多孔银于泡沫金属载体上的载量为0.1mg/cm2～20mg/cm2泡沫金属，所述分级多孔银于泡沫金属载体上的载量优选为1mg/cm2～10mg/cm2。3.如权利要求1所述担载型分级多孔银，其特征在于：所述一级孔银聚集体上具有一级孔，一级孔的孔径在5～500nm之间，再次聚集的一级孔银聚集体之间具有二级孔，二级孔的孔径在1～5μm之间；所述一级孔的孔径优选为20～200nm；二级孔的孔径优选为1.5～3μm。4.如权利要求1所述担载型分级多孔银，其特征在于：所述银纳米粒子的直径为20～300nm，一级孔银聚集体的大小为0.5～5μm。5.如权利要求4所述担载型分级多孔银，其特征在于：所述银纳米粒子的直径优选为45-180nm，一级孔银聚集体的大小优选为0.5～2μm。6.一种如权利要求1-5任一所述担载型分级多孔银的制备方法，其特征在于：采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙公权，袁丽只，姜鲁华，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21