[发明专利]一种泡沫银负载纳米银材料的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种纳米金属材料的制备方法，具体涉及的是以泡沫银作为载体的基体材料，实现纳米银与泡沫银表面复合的一种制备方法。

背景技术

泡沫（也称多孔）金属材料是近年来发展较快的一种新型多功能材料。泡沫金属具有三维网状通孔结构、孔隙率高、比表面积大、通透性好，在很多领域都有广泛的应用。泡沫银作为泡沫金属中的一种，除具备上述泡沫金属具有的共性结构和特性外，其还具有良好的吸附性、很强的毛细力和高的热导率与导电率以及良好的杀菌效果等，泡沫银因而在医学、化工、环保、新能源、电子、生物检测等领域具有广泛的应用前景。

由于银作为贵金属的一种，其作为泡沫结构和纳米应用才最具价值和效果，特别是纳米银由于其具有纳米或量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和表面效应等特殊的物理和化学性能，受到人们的广泛关注。纳米银具有相对稳定的物理化学性能，如高表面活性、大比表面积、强催化能力及高的导电率，现已广泛用于电子浆料、生物传感器、催化、低温超导、纳米器件和光学开关等许多领域。另外，纳米银还具有抗菌、除臭及吸收部分紫外线的功能，因而可应用于医药行业（用于医疗器械消毒、外用抗菌药品及农业植物杀菌剂等方面）、建材领域（用于涂料、油漆、地板、陶瓷等方面）、海洋微生物防护和化妆品的保洁杀菌（如洗面奶、水雾喷剂及修复乳等方面）等行业，如在化纤中加入少量的纳米银，可以改变化纤制品的某些性能，并赋予很强的杀菌能力。

理论上纳米银就是将银从结构上制成粒径或尺寸小到纳米级的金属银，根据纳米材料的通常定义，纳米银的粒径应该小于或等于100nm。我们知道，当材料的粒径越小，其表面积越大，正是由于纳米银极小的粒径所形成的极高的比表面积，才使得纳米银的杀菌效果和催化效率等性能远远优于银的块体材料或由微米尺寸银粉制得的泡沫银材料，所以控制纳米银颗粒的尺寸致关重要。除了含纳米银膏剂外，纳米银通常需要负载到载体上，载体材料的种类和结构对其所产生的纳米效应直接相关。常用的载体种类如金属、陶瓷、碳或植物纤维，如选用载体的结构是通孔的泡沫结构，将大大提高纳米银的比表面积等特性。纳米银尺寸和数量的控制与相应的制备工艺有关，因为纳米尺寸下，纳米银容易发生团聚而长大，从而失去其纳米效应，因此如何实现纳米银与载体的良好结合并通过相应的制备工艺有效控制纳米银的尺寸大小对后续应用至关重要。此外，纳米银的应用工况与选用的基体材料的材质有关，涉及到纳米银与载体界面的结合强度及纳米银后续使用的耐久性和可再生特性，为此我们提出了本发明。

发明内容

本发明的目的在于利用泡沫银本身比表面积已很大，克服上述纳米银与载体之间难以实现良好界面结合的不足以及应用工况对载体材质本身的要求，可以确保纳米银与载体泡沫银表面良好结合的基础上，充分展示纳米银的纳米效应和相应的泡沫银与纳米银共同的杀菌作用等，满足某些应用工况对材质的限制和要求。为此，本发明提出了一种工艺简单、操作方便、性能优异的泡沫银负载纳米银材料的制备方法，该方法制备的泡沫银负载纳米银材料具有巨大的比表面积、可控的孔隙率高、纳米银粒径分布和尺寸可控等特点。泡沫银负载纳米银材料用于杀菌等环保和医学应用时，不仅纳米银起到杀菌效果，其载体本身泡沫银也同样可以起到一定的杀菌作用和强烈的毛细吸附作用，且两者同种材质，没有因材质的差异带来的其他任何副作用，实现了同种材质的三维通孔泡沫结构和纳米结构的一体化。

本发明的技术方案如下：

本发明的泡沫银负载纳米银材料是通过以下方法制备的，该制备方法具体包括以下步骤：

（1）首先选择某一规格的泡沫银作为载体，选取江苏格业新材料科技有限公司的不同孔隙率和厚度的泡沫银，其孔隙率范围在40~95%、厚度在0.05~3mm可根据应用要求选取；

（2）配制所需浓度的硝酸银水溶液，溶液的浓度可选为0.001～3M，通过理论计算，算出所需加入硝酸银溶液的浓度及数量，采用滴管将相应的硝酸银溶液均匀滴加到泡沫银载体上；

（3）然后将表面附有硝酸银的泡沫银置于烘箱中进行脱水处理，烘箱设置的温度为80~100℃，脱水时间根据厚度等选取，通常为0.3~1小时；

（4）脱水后，将表面吸附硝酸银的泡沫银材料在氧化炉或箱式电阻炉中进行高温分解处理，分解处理温度通常设置在400～600℃，分解处理时间可选为0.3~2小时；