[发明专利]一种纳米多孔金@有序多孔镍复合材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于多孔复合金属材料技术领域，更具体地，涉及一种纳米多孔金@有序多孔镍复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

金作为一种贵金属，以其优越的理化性质而在人类社会的各个方面都获得广泛的应用。纳米多孔金由于存在比表面积和界面效应，具有良好的催化活性，因而在小分子、有毒化学物和药物检测等方面具有较大的应用价值。目前制备纳米多孔金的方法主要有模板法和去合金化法，上述两种方法所使用的原材料价格昂贵，成本较高，制备工艺复杂，对设备要求高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种纳米多孔金@有序多孔镍复合材料的制备方法。该方法结合模板法、电化学沉积与去合金法，在有序多孔镍表面均匀地生长纳米多孔金材料，创造性地将两种不同的多孔金属材料复合在一起，得到纳米多孔金@有序多孔镍复合材料，该方法极大地减少了金的使用量，降低了纳米多孔金的制备成本。

本发明的另一目的在于提供一种上述方法制备的纳米多孔金@有序多孔镍复合材料。该纳米多孔金@有序多孔镍复合材料利用纳米多孔镍作为基底，均匀生长纳米多孔金，形成了微米-纳米多级孔结构，提高了纳米多孔金的比表面积，增加了纳米多孔金的活性位点。

本发明再一目的在于提供上述纳米多孔金@有序多孔镍复合材料的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：

一种纳米多孔金@有序多孔镍复合材料的制备方法，包括如下具体步骤：

S1.将导电基底垂直插入聚苯乙烯乳液液面下，将其蒸发处理后取出，即得自组装聚苯乙烯胶态晶体薄膜的导电基底；

S2.以步骤S1所得的导电基底为工作电极，镀铂钛网为对电极，甘汞电极为参比电极，将上述电极浸入镍电镀液中，在三电极体系中进行电化学沉积，电沉积结束后取出导电基底，经冲洗和吹干处理，得到沉积镍的导电基底；

S3.将沉积镍的导电基底进行退火处理，退火结束后取出，经冲洗和吹干处理，在导电基底上得到有序的多孔镍薄膜；

S4.以步骤S3所得的导电基底为工作电极，以镀铂钛网为对电极，甘汞电极为参比电极，将上述电极浸入镀液中，在三电极体系中进行电化学沉积，电沉积结束后取出导电基底，经冲洗和吹干处理，得到金锡合金/有序多孔镍材料；

S5.将金锡合金/有序多孔镍材料浸入腐蚀液中进行去合金处理，取出后冲洗和吹干，得到纳米多孔金@有序多孔镍复合材料。

优选地，步骤S1中所述中所述聚苯乙烯乳液为聚苯乙烯分散在无水乙醇中的乳液，所述聚苯乙烯乳液的质量比浓度为1～5％，所述聚苯乙烯乳液的粒径为50～700nm。

优选地，步骤S1中所述蒸发的温度为45～70℃，所述蒸发的湿度为50～75％RH，所述蒸发的时间为3～5天，所述导电基底为不锈钢片、钛片或ITO玻璃。

优选地，步骤S2中所述电化学沉积的电流密度为0.5～3mAcm^-2，所述电化学沉积的温度为20～45℃，所述电化学沉积的时间为300～1800s，所述镀液为NiSO₄、NiCl₂和H₃PO₄的混合液，所述NiSO₄的浓度为0.02～0.15mol/L，所述NiCl₂的浓度为0.02～0.1mol/L，所述H₃PO₄的浓度为0.02～0.1mol/L。

优选地，步骤S3中所述退火的升温速率为0.5～5℃/min，所述退火的温度为400～600℃，所述退火的时间为1～6h。