[发明专利]三维多孔复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种三维多孔复合材料的制备方法，包括以下步骤：提供一惰性金属的盐溶液及一活泼金属的盐溶液；提供一基板，在该基板的表面电镀所述惰性金属的盐溶液形成镀膜M；在所述镀膜M的表面设置一个碳纳米管结构；在所述碳纳米管结构的表面电镀所述活泼金属的盐溶液形成一镀膜N，剥离所述基板，得到复合结构；对所述复合结构进行高温退火，使所述复合结构中的活泼金属和惰性金属形成合金，得到一预制体；对所述预制体进行腐蚀形成多孔结构，得到三维多孔复合材料。

技术领域

本发明涉及一种三维多孔复合材料的制备方法，尤其涉及一种基于碳纳米管的三维多孔复合材料的制备方法。

背景技术

目前，由于纳米多孔金属材料具有高比表面积、比模量等特性，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、能量存储与转化、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。

然而，在应用过程中，现有技术一般都是将纳米多孔金属材料本身与其他结构通过简单组合的方式结合得到纳米多孔金属复合材料，例如器件中的电极传统组装方式是通过纳米材料的合成，与粘结剂混合，再涂布于集流体上。虽然纳米多孔金属材料单元具有优越的物理化学性能，但经过这种传统组装的宏观尺寸电极通常具有较大的内阻，从而抑制了纳米活性材料的高服役性能；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，使得到的纳米多孔金属复合材料仍然存在稳定性差、电导率低以及强度差的问题，从而影响其应用。

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的制备方法。

一种三维多孔复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤S10，提供一惰性金属的盐溶液及一活泼金属的盐溶液；

步骤S20，提供一基板，在该基板的表面电镀所述惰性金属的盐溶液形成镀膜M；

步骤S30，在所述镀膜M的表面设置一个碳纳米管结构；

步骤S40，在所述碳纳米管结构的表面电镀所述活泼金属的盐溶液形成一镀膜N，剥离所述基板，得到复合结构；

步骤S50，对所述复合结构进行高温退火，使所述复合结构中的活泼金属和惰性金属形成合金，得到一预制体；

步骤S60，对所述预制体进行腐蚀形成多孔结构，得到三维多孔复合材料。

与现有技术相比较，本发明提供的三维多孔复合材料制备方法，先将至少一碳纳米管结构设置在惰性金属与活泼金属之间，然后才利用去合金化技术形成多孔结构，所述碳纳米管结构中的多根碳纳米管部分嵌入在金属韧带中，部分位于孔内，提高了三维多孔复合材料的导电性、韧性、稳定性以及强度，同时增大了三维多孔复合材料的比表面积；碳纳米管与金属的接触处具有共格界面，消除了碳纳米管与金属之间的接触电阻，进一步提高了三维多孔复合材料的导电性。

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。