本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种层褶状纳米多孔银合金的制备方法。
背景技术：
纳米多孔金属材料是20世纪90年代发展起来的新型材料，其内部弥散分布着纳米尺寸的孔洞。纳米多孔金属具有大的比表面积、高的催化活性、良好的导电导热性等特点，使其具有独特的物理、化学及力学性能，从而在催化、传感、电极材料等方面有着广泛的应用。制备纳米多孔金属的方法多样，目前，常采用化学脱合金的方法，即利用合金组元间化学性质的不同，选择合适的腐蚀方法将化学性质比较活泼的元素选择性溶解，而稳定的惰性组元则会在合金的表面通过团簇生长最终形成纳米多孔结构。
例如，贾法龙等人利用电沉积的方法在银电极上沉积了一层zn膜，再通过化学去合金的方法制备出了纳米多孔银薄层[贾法龙,罗建,何悦等,纳米孔金膜电极:合金化/去合金化法制备及电化学性能,无机化学学报,2007,23(11):1912]。yoo等人通过在多孔氧化铝模板上电化学沉积ag–au合金，再通过化学腐蚀制备出纳米多孔金纳米棒阵列[s.-h.yoo,s.park,platinum-coated,nanoporousgoldnanorodarrays:synthesisandcharacterization,adv.mater.,2007,19(12):1612]。zhang等人采用hcl和nacl两种溶液对快速凝固的zn–ag合金进行恒电位脱合金化，制备出了纳米多孔银带[c.zhang,j.sun,j.xu,etal.,formationandmicrostructureofnanoporoussilverbydealloyingrapidlysolidifiedzn–agalloys,electrochim.acta,2012,63(29):302]。通过制备出不同形貌的纳米多孔材料，可以满足不同场所对于纳米多孔金属的应用。为了更好地满足纳米多孔金属对高性能、低成本和易于制备等方面的需求，积极开发新型纳米多孔金属及其制备方法具有重要意义。
技术实现要素：
本发明针对现有纳米多孔金属技术的不足，提供了一种制备工艺简单、安全可靠的层褶状纳米多孔银合金的制备方法。
该方法具体包括以下步骤：
(1)按照4:1的原子比称取纯度不低于99.5％的金属锌和银，并熔炼成锌–银合金；
(2)将步骤(1)所得的合金机械粉碎成粒度小于200目的粉末；
(3)将步骤(2)所得的合金粉末倒入55～60℃的1mol/l的硫酸溶液中反应8～24h；
(4)将步骤(3)所得的固体反应产物先后采用蒸馏水和酒精洗涤至中性，再进行真空干燥，即可获得所述的层褶状纳米多孔银合金。
进一步的，所述步骤(1)的熔炼为真空感应熔炼。
本发明的科学原理如下：
本发明层褶状纳米多孔银合金是利用化学脱合金法将锌–银合金中的锌被选择性的溶解，剩下的金属元素银通过团聚作用在表面形成向上凸起的岛屿状结构，表面变得粗糙，表面积随腐蚀的进行而不断增加。锌原子的不断溶解导致界面处银原子的额外重组，更多的银原子积聚在表面形成了土堆，最终形成三维的层褶状纳米多孔结构。同时，选择合金粉末作为前驱体，增大了合金与溶液的接触面积，使脱合金化更完全。通过优化的脱合金化温度和时间，有效控制了层褶的厚度和孔径大小。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)所提供的层褶状纳米多孔银合金呈层褶状纳米多孔结构，具有高的比表面积和稳定性。
(2)所提供的层褶状纳米多孔银合金制备方法，工艺简单，安全可靠，便于规模化生产。
附图说明
图1为本发明实施例1中所得层褶状纳米多孔银合金的扫描电镜图片。
图2为本发明实施例1中所得层褶状纳米多孔银合金的x射线衍射及rietveld精修图谱。
图3为本发明实施例2中所得层褶状纳米多孔银合金的扫描电镜图片。
图4为本发明实施例2中所得层褶状纳米多孔银合金的x射线衍射及rietveld精修图谱。
图5为本发明实施例3中所得层褶状纳米多孔银合金的扫描电镜图片。
图6为本发明实施例3中所得层褶状纳米多孔银合金的x射线衍射及rietveld精修图谱。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例详述本发明，但本发明不局限于下述实施例。
实施例1
按照4:1的原子比，并考虑2％锌的烧损，称取纯度不低于99.5％的锌粒和银片，并采用真空感应熔炼法将锌粒和银片熔炼成锌–银合金；将熔炼所得的锌–银合金机械粉碎成粒度小于200目的粉末；将锌–银合金粉末倒入60℃的1mol/l的硫酸溶液中，搅拌并反应8h；将固体反应产物先后采用蒸馏水和酒精洗涤至中性，再进行真空干燥，即可获得所述的层褶状纳米多孔银合金(其形貌如图1所示)，由图2以及rietveld精修结果可知，其由40.3wt％的ag和59.7wt％的agzn3组成。
实施例2
按照4:1的原子比，并考虑2％锌的烧损，称取纯度不低于99.5％的锌粒和银片，并采用真空感应熔炼法将锌粒和银片熔炼成锌–银合金；将熔炼所得的锌–银合金机械粉碎成粒度小于200目的粉末；将锌–银合金粉末倒入60℃的1mol/l的硫酸溶液中，搅拌并反应12h；将固体反应产物先后采用蒸馏水和酒精洗涤至中性，再进行真空干燥，即可获得所述的层褶状纳米多孔银合金(其形貌如图3所示)，由图4以及rietveld精修结果可知，其由65.1wt％的ag和34.9wt％的agzn3组成。
实施例3
按照4:1的原子比，并考虑2％锌的烧损，称取纯度不低于99.5％的锌粒和银片，并采用真空感应熔炼法将锌粒和银片熔炼成锌–银合金；将熔炼所得的锌–银合金机械粉碎成粒度小于200目的粉末；将锌–银合金粉末倒入60℃的1mol/l的硫酸溶液中，搅拌并反应24h；将固体反应产物先后采用蒸馏水和酒精洗涤至中性，再进行真空干燥，即可获得所述的层褶状纳米多孔银合金(其形貌如图5所示)，由图6以及rietveld精修结果可知，其由93.6wt％的ag和6.4wt％的agzn3组成。
实施例4
按照4:1的原子比，并考虑2％锌的烧损，称取纯度不低于99.5％的锌粒和银片，并采用真空感应熔炼法将锌粒和银片熔炼成锌–银合金；将熔炼所得的锌–银合金机械粉碎成粒度小于200目的粉末；将锌–银合金粉末倒入55℃的1mol/l的硫酸溶液中，搅拌并反应12h；将固体反应产物先后采用蒸馏水和酒精洗涤至中性，再进行真空干燥，即可获得所述的层褶状纳米多孔银合金。
1.一种层褶状纳米多孔银合金的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)按照4:1的原子比，称取纯度不低于99.5％的金属锌和银，并熔炼成锌–银合金；
(2)将步骤(1)所得的合金机械粉碎成粒度小于200目的粉末；
(3)将步骤(2)所得的合金粉末倒入55～60℃的1mol/l的硫酸溶液中反应8～24h；
(4)将步骤(3)所得的固体反应产物先后采用蒸馏水和酒精洗涤至中性，再进行真空干燥，即可获得层褶状纳米多孔银合金。
2.如权利要求1所述的一种层褶状纳米多孔银合金的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的熔炼为真空感应熔炼。
技术总结