[发明专利]一种双模式多孔铜及其制备方法与应用

说明书

本发明属于纳米材料研究领域，具体涉及一种双模式多孔铜及其制备方法与应用。双模式多孔铜的制备方法包括步骤：将铜和铝混合，加热至熔融状态，保温一段时间后降温至室温得到铜铝合金；在腐蚀剂中去除所述铜铝合金中的铝，清洗后获得双模式多孔铜。本发明的双模式多孔铜，微观结构如同珊瑚，包括连续的微米尺寸铜骨架和连续的微米尺寸孔道，微米尺寸铜骨架和微米尺寸铜孔道相互穿插，同时在微米尺寸铜骨架上又包括连续的纳米尺寸铜骨架和连续的纳米尺寸孔道，纳米尺寸铜骨架和纳米尺寸孔道相互穿插。本发明制备的双模式多孔铜具有两种大小的孔道，大孔道具有微米级大小，有利于溶液的流动，在微米级铜骨架上的小孔道以及小骨架可应用于催化。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，具体涉及一种双模式多孔铜及其制备方法与应用。

背景技术

多孔金属是一种比块体材料具有更大比表面积的材料，其中纳米多孔材料由于具有纳米尺寸而具有纳米材料独特的物理、化学等特性，目前在催化、传感、表面增强拉曼散射等表现出巨大的应用前景。目前存在的双模式双连续多孔金属主要是双模式双连续多孔金。虽有报道的多模式的多孔铜，但是其结构并非双连续，未能形成规则的孔道。铜及其氧化物在葡萄糖氧化中具有催化效果，虽有纳米多孔铜薄膜用于葡萄糖检测的报道，由于纳米多孔铜的孔道也是纳米级，导致反应液体很难进入纳米多孔铜，这导致块体纳米多孔铜的优势很难在葡萄糖催化方面体现。

发明内容

为了克服现有技术中所存在的问题，本发明的目的在于提供一种双模式多孔铜及其制备方法与应用。

本发明的第一方面，提供了一种双模式多孔铜的制备方法，包括步骤：

将铜和铝混合，加热至熔融状态，保温一段时间后降温至室温得到铜铝合金；

在腐蚀剂中去除所述铜铝合金中的铝，清洗后获得双模式多孔铜。

优选的，所述铜和铝混合的原子比例范围是(15～50)：(85～50)。

优选的，所述加热的温度范围是800℃～1000℃；所述保温的时间是1小时～6小时。

优选的，所述降温的速度是每分钟1℃～25℃。

优选的，所述腐蚀剂选自盐酸、硫酸、高氯酸，氢氧化钾或氢氧化钠。

优选的，所述腐蚀剂的水溶液的浓度范围是0.1M～5M。

优选的，所述腐蚀剂的作用时间是24h～96h。

优选的，采用蒸馏水和乙醇清洗。

本发明的第二方面，提供了一种由前述制备方法获得的双模式多孔铜。

优选地，所述双模式多孔铜具有微米尺寸的孔道和微米尺寸的铜骨架，在所述微米尺寸的铜骨架上有纳米尺寸的孔道与纳米尺寸的铜骨架。

进一步优选地，所述微米尺寸的孔道之间是相互联通的，微米尺寸的铜骨架之间是相互联通的，纳米尺寸的铜骨架之间是相互联通的，纳米尺寸的孔道之间是相互联通的。

本发明的第三方面，提供了双模式多孔铜在电极领域、传感器领域或催化载体领域的应用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明的双模式多孔铜，宏观肉眼观察为铜块；采用电子扫描显微镜观察，微观结构如同珊瑚，包括连续的微米尺寸铜骨架和连续的微米尺寸孔道，微米尺寸铜骨架和微米尺寸铜孔道相互穿插，同时在微米尺寸铜骨架上又包括连续的纳米尺寸铜骨架和连续的纳米尺寸孔道，纳米尺寸铜骨架和纳米尺寸孔道相互穿插。

所述多孔铜具有两种大小的孔道，大孔道具有微米级大小，有利于溶液的流动，在铜骨架上的小孔道以及小骨架可应用于催化。