[发明专利]多孔Mg‑Zn‑Ca非晶薄带的制备方法及应用

说明书

技术领域：本发明涉及材料和环保领域，具体指一种多孔Mg-Zn-Ca非晶薄带的制备方法及其在废水处理的应用。

背景技术：近年来，利用某种腐蚀剂选择性的溶解合金中的某一组分，即所谓的脱合金化，制备纳米或多孔材料成为研究热点。利用脱合金法制备的纳米多孔金属材料因其独特的多孔结构、特殊的性能，而被广泛应用于催化、电子、光学、药物输送等领域。由于这种材料不但具有大的内表面积、高孔隙率和较均匀的纳米孔，而且具有金属材料的高导热率、高导电率、抗腐蚀、抗疲劳等优异性能，因而使其在催化和分离科学上具有重要的应用，如：生物、医药用超滤乃至纳滤介质；燃料电池中高比表面积催化剂载体；医疗诊断中蛋白分子的选择性吸收等。另外金属纳米多孔材料所表现出的表面效应和尺寸效应，使其在电子、光学、微流体及微观力学等方面有着巨大的应用前景。

从金属纳米多孔材料的制备方法看，无序纳米多孔材料的制备主要有脱合金法(Dealloying)和纳米粉体烧结法；而通过斜入射沉积法(GLAD)和胶晶法(Colloidal Crystal Template)可以获得有序纳米多孔膜。

2001年美国约翰霍普金斯大学Jonah[JonahErlebacher,MichaelJAziz,AlainKarma,etal.Nature,2001,410:450]等首次报道了脱合金方法制备纳米多孔金结构以来，脱合金法已成为典型的金属纳米多孔材料制备方法，该方法是指通过化学腐蚀或电化学腐蚀技术，脱去二元或多元合金中的某一种合金元素，获得纳米尺度三维连通孔结构。前期的研究主要集中在Au纳米多孔薄膜的制备技术上，将Au-Ag单相合金中的银元素脱去，获得金的大面积孔径小于50nm的连通孔结构。近年来对非贵金属的研究逐渐增多。Sun等[SunLi, ChienChia-Ling,SearsonPeterC.ChemMater,2004,16:3125]在含有氯离子有机溶液中，获得了银纳米多孔结构；Jayaraj等[JayarajJ,ParkBJ,KimDH,etal.ScriptaMaterialia,2006,55:1063]用脱合金相得到了非晶Ti纳米多孔膜，孔径在15～100nm范围内。Muscat[Morrish R,Dorame K,Muscat A J.Scripta Mater.2011,64:856-859.]利用金铜合金选择性腐蚀掉铜制备出纳米多孔金。Hayes[Hayes J R,Hodge A M,BienerJ,HamzaA V,Sieradzki K,Monolithic nanoporous copper by dealloying Mn-Cu.J.Mater.Res.2006,21:611-616.]通过从铜锰合金中选择性溶解锰制备出纳米多孔铜。Zhang[Ji H,Wang X G,Zhao C C,Zhang C,Xu J L,Zhang Z H.Cryst Eng Comm,2011,13:2617-2628.]利用银镁合金中选择性去除镁制备出纳米多孔银。Deng等[Deng Zhen,Zhangheng,Liu Lin.Intermetallics,2014,52:9-14]通过对MgCuGd非晶条带腐蚀，获得孔隙直径20～50nm的多孔Cu材料，并表现出对苯酚废水良好的催化降解作用。

金属多孔材料最重要的应用之一就是过滤与分离。过滤孔径逐步向微细化、纳米化发展。传统金属多孔材料其过滤精度值在1～70μm，随着人们对过滤精度需求不断提高，纳滤材料也不断出现，金属纳米多孔过滤材料中如凯发(Hyflux)的不锈钢微滤膜孔径为0.5μm，膜层厚度为0.2mm，德国GKN的不锈钢分离膜孔径可达0.02μm，它们已成功应用在制药、食品等领域的过滤与分离。

众所周知，比表面积起着重要的在催化剂性能的作用，其中纳米多孔结构提高比表面积，和相应的块体材料相比表现出较高的催化活性，但目前的方法都不理想。

发明内容：

发明目的：

本发明提供一种多孔Mg-Zn-Ca非晶薄带的制备方法及应用，其目的是解决 以往所存在的问题。

技术方案：

一种多孔Mg-Zn-Ca非晶薄带的制备方法，其特征在于：该方法包括配置不同浓度的偶氮染料溶液，将非晶条带放在在溶液中经过不同时间的搅拌，采用乙醇清洗后即可获得不同孔隙率和孔径的多孔非晶材料。

该方法以Mg-Zn-Ca非晶薄带作为前驱体，采用偶氮染料作为处理液，进行脱合金化处理，然后将处理后的薄带在无水酒精中反复清洗，直到在100倍显微镜下观察物附着物为止，晾干后即得到多孔非晶薄带。