[发明专利]一种吸附分解甲醛的泡沫铜的制备方法

说明书

本发明是一种吸附分解甲醛的泡沫铜的制备方法，采用泡沫铜为原料，浸泡氧化剂溶液、沥干、烘干氧化，或者直接将泡沫铜加温氧化，在泡沫铜内外表面形成一层均匀的氧化膜，通过的气流就会与泡沫铜不规则的通孔内表面充分碰撞，提高气体中甲醛与泡沫铜表面的铜氧化物发生接触吸附、氧化还原反应而降解的概率，泡沫铜基材又具有良好的力学强度，可以直接制作空气过滤组件，是一种理想的吸附、降解空气中甲醛的过滤材料，满足不同需求，适合规模化生产。

技术领域

本发明所公开的是一种吸附分解甲醛的泡沫铜的制备方法，特别是指可以用于吸附、反应和催化分解空气中甲醛的泡沫铜的制备方法，属于新型材料技术范畴。

背景技术

泡沫铜是一种成熟的产品，具有优良的导热性能、导电性能、高比表面积、高孔隙率，广泛用于电子元器件的导热散热、镍锌电池及双电层电容器的电极材料、过滤材料和吸音材料。也有利用泡沫铜作为载体，覆载纳米二氧化钛作为光催化材料。

纳米材料虽然具有优异特性，但对人类健康和环境安全，也可能存在潜在的危害。马萨诸塞州大学的研究者认为，一方面，纳米颗粒非常小，以至于可以穿透细胞膜和屏障，进入细胞内部；另一方面，纳米颗粒又足够大，以至于可以干扰细胞内聚集态的结构，从而影响生化反应和细胞的正常生长。据2008年3月英国《新科学家》杂志报道，纳米材料、转基因农作物、人造病毒和仿生机器人等25个因素将严重威胁未来的地球环境，其中纳米材料引起的污染和对健康威胁的问题排在第一位。因此，在没有足够的证据证明所采用的纳米组分——纳米氧化钛或其他氧化物的纳米粒子对人类健康和环境的安全不构成威胁之前，对应用于制备空气过滤器等关乎人身健康的产品的复合纳米粒子——通过涂敷、覆载而可能容易脱落进入空气的纳米氧化物，应该采取一定的保守态度。

目前针对除去空气中甲醛的材料，主要是采用高比表面积的吸附材料、以及可以分解甲醛的含有金红石或锐钛矿型的纳米二氧化钛的光触媒材料、吸附银离子和铜离子的活性碳或活性碳纤维毡，涂敷纳米二氧化钛的光触媒材料存在纳米颗粒脱落的负面因素，吸附银离子、铜离子的活性碳或活性碳纤维毡需要与其他材料复合以增加力学性能，自身无法直接制成空气过滤构件。

氧化亚铜、氧化铜均有吸附空气中的甲醛、直接与甲醛发生氧化还原反应、催化空气中的氧与甲醛反应而分解空气中的甲醛的性能，泡沫铜本身具有很大的比表面积，有良好的空隙率和通透性，与铜网相比直通的通孔比例较低。如果在泡沫铜内、外表面形成结合良好的氧化层，如氧化亚铜、氧化铜或二者的混合氧化物的氧化层，通过的气流就会与泡沫铜不规则的通孔内表面充分碰撞，气体中甲醛与泡沫铜表面的氧化铜和氧化亚铜发生接触吸附、直接发生氧化还原反应或被催化与空气中的氧反应而降解的概率就得以大幅提高，泡沫铜基材又具有良好的力学强度，可以直接制作空气过滤组件，是一种理想的吸附、降解空气中甲醛的过滤材料。

目前市场上销售的泡沫铜产品主要有两大类，一种是电沉积法生产的泡沫铜，以聚氨酯泡沫为基体，经预氧化处理聚氨酯泡沫、氯化亚锡敏化、化学沉积、电沉积和焚烧除去聚氨酯泡沫骨架，然后通氢气热还原工艺制备的泡沫铜，具有均匀分布三维网状孔结构、高空隙率(＞95％)、高通透性且具有一定拉伸强度；另一种是烧结法泡沫铜，以铜粉和NaCl颗粒为原材料，采用烧结-脱溶技术制备通孔泡沫铜的方法，将NaCl颗粒与电解铜粉以及添加剂混合均匀后压制得生坯，在烧结炉中置于氩气气氛下烧结，得到的物品置于循环热水装置中将NaCl颗粒溶除，再用超声波水浴中洗涤和丙酮清洗，最后烘干制成，有三维相互连通的空间网络构成的开孔、孔隙率为50～81％、平均孔径为0.2～4mm，通透性相对较低。这些泡沫铜金属表面只有极少量因接触空气氧化而造成的氧化物，不具备对甲醛有良好的吸附、反应和催化氧化功能的氧化层；为解决上述问题，特完成本发明。

发明内容