[发明专利]一种银多孔材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种银多孔材料及其制备方法，所述银多孔材料为由纳米银颗粒组成具有多孔的网状结构。所述银多孔材料的制备方法包括以下步骤：取银离子源中和纳米网络生长调节剂混匀，所述纳米网络生长调节剂为卤素离子源，然后加入封端剂混匀得到混合液；将所述混合液与强碱溶液混合，然后加入还原剂进行还原反应，所述强碱溶液的浓度≥16M；将所述还原反应后的产物置于30～100℃中加热处理，得到银多孔材料。本发明制备得到的银多孔材料具有多孔，表现出较低的密度，质量超轻，具有较大的应用前景。

技术领域

本发明涉及金属气凝胶材料技术领域，尤其是涉及一种银多孔材料及其制备方法。

背景技术

作为一类新型材料，纳米泡沫金属以其低密度、高比表面积、高电导率、低热导率等独特性能，在电子器械、能量储存、燃料电池、传感器等方面具有很大应用前景。

传统生产金属泡沫的方法包括粉末冶金工艺、脱合金法、燃烧法，或在已有的多孔膜板上电镀金属薄膜，这些方法通常需要严苛的条件(例如高温、高压以及严格隔绝氧气)，生产成本很高；同时得到的金属泡沫密度存在限制，与气凝胶材料的密度还存在一定差距(传统工艺很难得到密度在10mg/cm³以下的泡沫金属)。

最近的液相合成新方法使超轻金属泡沫材料可以在较为温和的条件下生产，同时具有可调节的密度以及灵活的材料选择。2013年Yue Tang等人采用冷冻铸造的方法得到了铜纳米线的气凝胶，而对于银泡沫金属的合成，一直缺乏高效、简洁的工艺。现有技术有尝试利用醇热法制备银纳米泡沫，但是得到的前驱体溶液不均一，反应条件苛刻，并且得到大量的银纳米线。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种银多孔材料及其制备方法，获得的银多孔材料具有多孔，从而表现出较低的密度，质量超轻。

本发明的第一方面，提出了一种银多孔材料，所述银多孔材料为由纳米银颗粒组成具有多孔的网状结构。

根据本发明实施例的银多孔材料，至少具有如下有益效果：

本发明提供一种银多孔材料，具有多孔的网状结构，使得银多孔材料具有较低的密度，质量超轻，在能量储存、燃料电池等领域具有较大的应用前景。

在本发明的一些实施方式中，所述多孔的孔径大小为10～100nm，所述纳米银颗粒的粒径为10～50nm。

在本发明的一些实施方式中，所述银多孔材料的密度为7～20mg/cm³。

本发明的第二方面，提出了一种银多孔材料的制备方法，包括以下步骤：

取银离子源中和纳米网络生长调节剂混匀，所述纳米网络生长调节剂为卤素离子源，然后加入封端剂混匀得到混合液；

将所述混合液与强碱溶液混合，然后加入还原剂进行还原反应，所述强碱溶液的浓度≥16M；

将所述还原反应后的产物置于30～100℃中加热处理，得到银多孔材料。

根据本发明实施例的银多孔材料的制备方法，至少具有如下有益效果：

相较于醇热法，本发明提供的制备方法在强碱溶液体系中使用还原剂对银离子源进行还原，同时使用封端剂进行封端，在温和反应条件(30～100℃)下能够一步直接获得具有多孔的网状结构的银多孔材料，其中强碱溶液体系对获得银多孔材料具有很大影响，可能的原因是一方面强碱溶液对银的配位作用使得银在生长方向上具有一定的选择性，另一方面强碱的浓度对银离子还原的速率具有影响，浓度越大，反应速率越快，会生成多孔的网状结构，强碱的浓度下降时则会有银纳米棒和银纳米线生成，本发明通过采用强碱环境体系和控制强碱溶液的浓度，成功获得具有多孔的网状结构的银多孔材料，具有工艺简单、反应条件温和以及生产成本低的优势。