[发明专利]一种纳米多孔铜负载多孔氧化亚铜纳米片复合材料及其制备方法

说明书

一种纳米多孔铜负载多孔氧化亚铜纳米片复合材料，该复合材料为棒材，包括非晶基体、覆盖在非晶基体上的纳米多孔铜以及负载在纳米多孔铜表面的多孔氧化亚铜纳米片；所述的非晶基体为Cu_xZr_yTi_zAl_w合金成分，其中x，y，z，w为原子百分比，45≤x≤50，20≤y≤25，25≤z≤30，5≤w≤10且x+y+z+w＝100；其中纳米多孔铜层厚80～140μm，韧带宽110～140nm，孔径尺寸40～100nm；纳米片层厚50～90nm，纳米片长30～80nm，宽5～10nm，纳米片上的纳米孔洞尺寸为1～4nm。本发明制备工艺简单、制备周期短；所制备的复合材料拥有良好的机械完整性和热稳定性，可循环重复利用，经济效益得到提高。

技术领域：

本发明涉及氧化亚铜材料技术领域，具体地说是一种纳米多孔铜负载多孔氧化亚铜纳米片复合材料及其制备方法。

背景技术：

氧化亚铜是一种p型窄带隙(2.17eV)半导体材料，具有活性电子-空穴对系统，因此表现出良好的催化活性，已在光催化降解有机染料等方面展现出很大的应用潜力。众所周知，催化剂的降解性能往往取决于其有效的表面积和孔隙率。因此纳米化与多孔化，是提高氧化亚铜光催化降解性能的有效方法。

在先技术，公开号CN102965711B“氧化亚铜纳米片状粉体材料的阳极氧化两步法制备方法”，该专利中，以铜箔为基底在铜箔表面生长氧化亚铜纳米片状粉体。由于铜箔基底本身无多孔结构，降低了反应的充分性，加大了反应溶液与内部纳米片的传输距离。此外，制备的氧化亚铜纳米片平均直径较大，很容易从基体脱落，影响了该复合材料的机械完整性。

在先技术，公开号CN106229462A“三维纳米多孔铜/二维氧化亚铜纳米片阵列型锂离子电池负极及其一步制备法”，该专利中，需要将制得的氧化亚铜纳米片在真空条件下进行干燥以避免被氧化，说明利用该方法制得的氧化亚铜纳米片不稳定。另外真空条件下制备氧化亚铜纳米片增加了实验成本，不利于市场推广。

发明内容：

本发明的目的为针对当前技术中氧化亚铜纳米片在使用过程中易发生团聚，使用过后不易回收且极易被氧化等不足，提供一种纳米多孔铜负载多孔氧化亚铜纳米片复合材料及其制备方法。该材料包括非晶基体纳米多孔铜复合棒材以及负载在其表面的多孔氧化亚铜纳米片。其制备方法是先将非晶棒材进行热处理，去除非晶棒材内部的残余应力。然后利用脱合金工艺和阳极氧化工艺制得一种纳米多孔铜负载多孔氧化亚铜纳米片复合材料(其中纳米多孔铜层厚80～140μm，韧带宽110～140nm，孔径尺寸40～100nm；纳米片层厚50～90nm，纳米片长30～80nm，宽5～10nm。纳米片上分布了大量的1～4nm尺度的纳米孔洞)。本发明所制备的棒状复合材料相比目前已报道的，具有更大的比表面积和更多的活性位点，并且纳米片不易脱落。使用过后易回收，可循环重复利用。该复合材料在光催化降解有机染料领域占有独特的结构和性能优势。

本发明的技术方案是：

一种纳米多孔铜负载多孔氧化亚铜纳米片复合材料，该复合材料为棒材，包括非晶基体、覆盖在非晶基体上的纳米多孔铜以及负载在纳米多孔铜表面的多孔氧化亚铜纳米片；所述的非晶基体为Cu_xZr_yTi_zAl_w合金成分，其中x，y，z，w为原子百分比，45≤x≤50，20≤y≤25，25≤z≤30，5≤w≤10且x+y+z+w＝100；其中纳米多孔铜层厚80～140μm，韧带宽110～140nm，孔径尺寸40～100nm；纳米片层厚50～90nm，纳米片长30～80nm，宽5～10nm，纳米片上的纳米孔洞尺寸为1～4nm。

所述的纳米多孔铜负载多孔氧化亚铜纳米片复合材料的制备方法，包括如下步骤：

第一步，制备非晶合金棒材