專利名稱：一種用于制備納米多孔銀的離子液體溶液及其使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及納米多孔金屬的液相制備方法，尤其是用于制備納米多孔銀的離子液 體溶液及其使用方法。
背景技術：
納米多孔金屬是近幾年來被廣泛關注的新型納米結(jié)構(gòu)材料，其結(jié)構(gòu)特點是在材 料的表面和內(nèi)部，有相當數(shù)量的均勻分散且相連的納米級孔洞存在，這種材料具有極高的 比表面積，在催化及光學特性方面表現(xiàn)出關闊的應用前景[Ding Y，Chen MW. Nanoporous metals for catalytic and optical applications. MRS Bulletin 2009 ;34 :569]。脫合 金法(dealloying)是一種歷史悠久的制備多孔金屬的實驗技術，通常應用于鋁基合金材 料，制備多孔的Raney金屬。Raney金屬做為金屬催化劑被成功的應用于工業(yè)生產(chǎn)中。但脫 合金工藝中材料的結(jié)構(gòu)、形貌與性能的關聯(lián)研究最近才引起研究人員的興趣。特別是隨著 納米結(jié)構(gòu)材料的興起，納米多孔材料已經(jīng)成為納米結(jié)構(gòu)材料中一個重要的分類。脫合金方法一般要采用特制合金作為原材料，合金通常采用冶金方法制備，由兩 種電化學電位相差較大的金屬構(gòu)成。通過電解或者化學腐蝕的方法控制溶解原材料中相 對較活潑的金屬元素，從而在原材料中產(chǎn)生孔洞結(jié)構(gòu)。最終保留下來的孔洞骨架由原材料 中相對惰性的金屬構(gòu)成。脫合金方法已經(jīng)成功地制備了納米多孔Au，Ag，Cu等金屬。但由 于原材料制備所需要的冶金熔煉過程需要在較高的溫度才可以完成，并且需要惰性氣體保 護，所以對設備要求較高。同時，在接下來的電化學溶解過程中，也需要不斷調(diào)整和優(yōu)化參 數(shù)，并且通常采用硝酸、硫酸等強腐蝕性溶液作為腐蝕電解液，所以脫合金方法在應用過程 中對操作人員與環(huán)境都存在危害。室溫離子液體是由特定有機陽離子和陰離子構(gòu)成的在室 溫或接近室溫下呈液態(tài)的熔鹽體系，它具有一系列獨特的物理化學性能，是一種真正的“綠 色”溶劑，已廣泛和成功地用于材料制備、催化、金屬電沉積、燃料電池等領域。因此，以離 子液體為電解液溶劑，開發(fā)一種工藝簡單，綠色環(huán)保的納米多孔金屬的制備工藝對于環(huán)境 的可持續(xù)發(fā)展與高性能納米結(jié)構(gòu)材料研制開發(fā)都具有重要意義，同時也具有廣闊的應用前
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于制備納米多孔銀的離子液體溶液及其使用方法。本發(fā)明的用于制備納米多孔銀的離子液體溶液，是以氯化膽堿基離子液體作為溶 劑，每升氯化膽堿基離子液體溶劑中含有=AgCl 0. 001-0. 1摩爾。上述的氯化膽堿基離子液體可以是氯化膽堿與乙二醇按摩爾比1 2的混合液， 或者是氯化膽堿與尿素按摩爾比12的混合液。本發(fā)明的離子液體溶液用于制備納米多孔銀的方法，步驟如下以銅或銅合金為基體，將基體表面清潔處理，吹干后，浸漬于權(quán)利要求1所述的離 子液體溶液中，于20-100°C下沉積，在基體表面獲得納米多孔銀，依次用甲醇和水清洗，吹
3干。進一步特征是將步驟3)獲得的表面具有納米多孔銀的基體，置于FeCl3水溶液 中溶解去掉基體，得到無基體支撐的納米多孔銀。這里，對FeCl3水溶液的濃度沒有特殊要求。本發(fā)明中，納米多孔銀的孔洞直徑與厚度由沉積時間決定。離子液體可以在置換 沉積過程中充當納米孔洞的軟模板，使孔洞直徑限制在納米尺度。本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明的離子液體溶液成分簡單，配制方便。使用該溶液制備納米多孔銀工藝簡 單可控，不需要強腐蝕性酸，以離子液體作為電解液溶劑，對環(huán)境友好。制得的納米多孔銀 純度高，有利于大規(guī)模生產(chǎn)。


圖1是納米多孔銀的掃描電子顯微鏡照片。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例1 將氯化膽堿與乙二醇按照摩爾比1 2室溫下混合，磁力攪拌升溫到75°C，得到 氯化膽堿與乙二醇混合物構(gòu)成的離子液體，作為溶劑。量取上述離子液體200ml，將AgCl 0. 287克溶解于上述離子液體，獲得用于制備納米多孔銀的離子液體溶液。將0.5mm厚的銅合金(C194)首先進行電化學除油，然后水洗，吹干。將清洗后的銅合金浸漬于上面配制好的納米多孔銀的離子液體溶液中，在50°C反 應lOmin，然后甲醇清洗和水清洗，烘干，即在銅合金表面獲得由20-50nm直徑的孔洞構(gòu)成 的納米多孔銀。其掃描電子顯微鏡照片如圖1所示。實施例2 將氯化膽堿與尿素按照摩爾比1 2室溫下混合，磁力攪拌升溫到75°C，得到氯化 膽堿與尿素混合物構(gòu)成的離子液體。量取上述離子液體200ml JfAgClO. 287克溶解于上述 離子液體，獲得用于制備納米多孔銀的離子液體溶液。將0.5mm厚的銅合金(C194)首先進行電化學除油，然后水洗，吹干。將清洗后的銅合金浸漬于上面配制好的離子液體溶液中，在25°C反應lOmin，然 后甲醇清洗和水清洗，烘干，即在銅合金表面獲得由10-40nm直徑的孔洞構(gòu)成的納米多孔 銀。實施例3 將氯化膽堿與乙二醇按照摩爾比1 2室溫下混合，磁力攪拌升溫到75°C，得到氯 化膽堿與乙二醇混合物構(gòu)成的離子液體。量取上述離子液體200ml JfAgCl 0. 574克溶解 于上述離子液體，即獲得用于制備納米多孔銀的離子液體溶液。將0.5mm厚的銅合金(C194)首先進行電化學除油，然后水洗，吹干。將清洗后的銅合金浸漬于上面配制好的離子液體溶液中，在25°C反應20min，然 后甲醇清洗和水清洗，烘干，即在銅合金表面獲得由10-40nm直徑的孔洞構(gòu)成的納米多孔
4銀，然后置于lmol/L FeCl3水溶液中溶解去掉銅合金，得到無基體支撐的納米多孔銀。
權(quán)利要求
一種用于制備納米多孔銀的離子液體溶液，其特征是以氯化膽堿基離子液體作為溶劑，每升氯化膽堿基離子液體溶劑中含有AgCl 0.001 0.1摩爾。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備納米多孔銀的離子液體溶液，其特征是氯化膽堿基 離子液體是氯化膽堿與乙二醇按摩爾比1 2的混合液，或者是氯化膽堿與尿素按摩爾比 1 2的混合液。
3.采用權(quán)利要求1所述的離子液體溶液制備納米多孔銀的方法，其特征是步驟如下 以銅或銅合金為基體，將基體表面清潔處理，吹干后，浸漬于權(quán)利要求1所述的離子液體溶液中，于20-100°C下沉積，在基體表面獲得納米多孔銀，依次用甲醇和水清洗，吹干。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備納米多孔銀的方法，其特征是將步驟3)獲得的 表面具有納米多孔銀的基體，置于FeC13水溶液中溶解去掉基體，得到納米多孔銀。
全文摘要
本發(fā)明的用于制備納米多孔銀的離子液體溶液，是以氯化膽堿基離子液體作為溶劑，每升氯化膽堿基離子液體溶劑中含有AgCl 0.001-0.1摩爾。其用于制備納米多孔銀方法如下以銅或銅合金為基體，將基體表面清潔處理，吹干后，浸漬于上述的離子液體溶液中，于20-100℃下沉積，在基體表面獲得納米多孔銀，依次用甲醇和水清洗，吹干。進一步將獲得的表面具有納米多孔銀的基體，置于FeCl3水溶液中溶解去掉基體，可得到無基體支撐的納米多孔銀。本發(fā)明的離子液體溶液成分簡單，配制方便。使用該溶液制備納米多孔銀工藝簡單可控，不需要強腐蝕性酸，以離子液體作為電解液溶劑，對環(huán)境友好。制得的納米多孔銀純度高，有利于大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號B22F9/24GK101905329SQ20101023168
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者涂江平, 谷長棟 申請人:浙江大學