[发明专利]一种可呼吸的层状纳米多孔铜银复合材料及其制备方法

说明书

本发明为一种可呼吸的层状纳米多孔铜银复合材料。该复合材料为薄带，该材料包括中间的纳米多孔铜银，以及向两侧依次为纳米多孔铜、纳米多孔铜银。本发明以Cu_xZr_yTi_zAg_w为前驱体合金，其中x，y，z，w为原子百分比，35≤x≤45，15≤y≤25，15≤z≤25，10≤w≤30且x+y+z+w＝100；该材料每层上的纳米孔洞完全通透、孔径可调，并且层与层之间通过纳米孔洞相通，所以该复合材料不但可以起到对细菌的多层屏障的作用，而且完全可呼吸。在口罩过滤片材料领域具有更好的过滤杀菌性能。

技术领域：

本发明涉及纳米多孔材料技术领域，具体地说是一种可呼吸的层状纳米多孔铜银复合材料及其制备方法。

背景技术：

近年来随着空气质量的恶化，雾霾天气开始出现。大量的细菌、病毒等依附在空气中的悬浮颗粒上进入人们的呼吸器官，危害人类健康。专家建议雾霾天气外出需要戴合格口罩。合格口罩必须拥有过滤悬浮颗粒，杀菌能力很强的过滤片。如何制备出一种具有良好过滤杀菌性能的材料，成为人们越来越重视的问题。众所周知，金属铜与金属银具有很强的杀菌能力。同时结合铜、银两种金属，可以增强抗菌的广谱性。而纳米化与多孔化，是提高铜银抗菌性能的有效方法。

在先技术，公开号CN104831197B“一种纳米多孔铜银的制备方法”，该专利中，制备的产物具有“两侧为纳米多孔铜银金属，中间为非晶合金基体芯层”的结构。由于该材料中间为不通透的非晶合金芯层，被纳米多孔铜银过滤的空气不能顺利通过。另外纳米多孔铜银利用非晶合金薄带直接自由脱合金制备得到。由于非晶合金薄带表面存在应力，在自由脱合金过程中残余应力的释放会导致纳米多孔铜银弯曲并出现裂纹，进而失去机械完整性，使过滤杀菌性能受到严重影响。

在先技术，公开号CN100448570C“一种制备纳米铜银双金属复合粉的方法”，该专利中，制备的产物为纳米铜银双金属粉末，需要加入粘结剂涂覆在具有一定尺寸孔洞的支撑材料上才能被作为过滤片而使用，从而增加了生产周期和制备的成本。并且粉末样品在涂覆过程中容易相互遮挡和堆积，降低过滤杀菌效率。

发明内容：

本发明的目的为针对当前技术中纳米多孔铜银过滤杀菌层结构单一，纳米铜银双金属粉末易堆积，不能自支撑等不足，提供一种可呼吸的层状纳米多孔铜银复合材料及其制备方法。该材料包括中间的纳米多孔铜银(C层)，以及向两侧依次为纳米多孔铜(B层)、纳米多孔铜银(A层，为薄带两侧的表面层)，即具有五层纳米多孔(从该复合材料的一侧到另一侧依次为纳米多孔铜银(A层，一侧表面层)-纳米多孔铜(B层)-纳米多孔铜银(C层)-纳米多孔铜(B层)-纳米多孔铜银(A层，另一侧表面层))结构的复合材料。由于该复合材料具有五层纳米多孔金属，每层上的纳米孔洞完全通透、孔径可调，并且层与层之间通过纳米孔洞相通。所以该复合材料不但可以起到多层屏障的作用，而且完全可呼吸。其制备方法是先将制得的非晶合金薄带进行热处理，去除表面应力，从而保证脱合金后复合材料的机械完整性。然后利用电化学脱合金工艺制得一种可呼吸的层状纳米多孔铜银复合材料。本发明所制备的新型复合材料相比目前已报道的，纳米多孔金属层数更多，并且层与层之间通过纳米孔洞相通，在口罩过滤片材料领域具有更好的过滤杀菌性能。

本发明的技术方案是：

一种可呼吸的层状纳米多孔铜银复合材料，该复合材料为薄带，该材料包括中间的纳米多孔铜银，以及向两侧依次为纳米多孔铜、纳米多孔铜银；该材料以Cu_xZr_yTi_zAg_w为前驱体合金，其中x，y，z，w为原子百分比，35≤x≤45，15≤y≤25，15≤z≤25，10≤w≤30且x+y+z+w＝100；其中中间层纳米多孔铜银(C层)厚度7.5～8.5μm，韧带宽80～120nm，孔径尺寸50～100nm；两侧纳米多孔铜(B层)厚度1～2μm，韧带宽600～800nm，孔径尺寸300～400nm；纳米多孔铜银(A层)厚度5～6μm，韧带宽50～90nm，孔径尺寸40～80nm。