[发明专利]一种改性多孔铜镍合金板及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种改性多孔铜镍合金板及其制备方法和应用。该改性多孔铜镍合金板的制备方法包括：将包括聚合物粘结剂、粘度调节剂、铜粉、镍粉和有机溶剂的原料混匀后将涂覆在载体板上浸入浸泡液中，浸泡液为水或者水与乙醇的混合溶液，然后将制得的多孔铜镍合金板前驱体置于依次置于氧气或空气氛围以及氢气或一氧化碳氛围下加热，最后将制得的多孔铜镍合金板置于碳源气体氛围下加热制得。本发明提出的的新型催化材料制备简单，工业普及难度低，用于VOCs处理时的降解率和降解效率均得到了大幅提高，应用时也无需提供额外的能量提供装置，此外，与本发明的改性多孔铜镍合金板配套的装置结构简单，大大拓展了催化降解法的应用前景。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及一种改性多孔铜镍合金板及其制备方法和应用。

背景技术

VOCs是指一系列具有挥发性的有机化合物，由于人类日常生活的不断丰富以及工业化的不断发展，生活废气和工业废气中VOCs的排放量也越来越高。而VOCs会对人体造成一定的伤害，轻则导致眼睛、鼻子和喉咙等部分发炎疼痛，使人恶心头晕，重则会增加得癌风险，尤其是肺癌和肝癌等。

现有技术中，一般都采用吸附法、燃烧法和催化降解等方法对VOCs进行降解处理；其中，吸附方法会产生一定的具有危害性的废物；燃烧法只适合处理高浓度的VOCs，适用范围窄，设备损耗大；而催化降解法，包括光催化降解法，虽然不会产生危害性废物，且适合处理高浓度和低浓度VOCs，但其成本高，效率低，需要外加能量提供装置，配套装置复杂，工业化普及困难大；此外，现有技术中的催化材料基本都采用颗粒或粉末，无法应对大批量处理的情况，无法在工业上广泛应用。这些缺陷极大限制了催化降解法的发展。

因此，提出一种适用范围广，成本低，效率高，配套装置简单，工业普及难度低的新型催化材料将十分有意义。

发明内容

本发明的目的在于至少解决上述技术问题之一，具体技术方案如下：

一种改性多孔铜镍合金板的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将包括聚合物粘结剂、粘度调节剂、铜粉、镍粉和有机溶剂的原料混匀得到预混液，然后将所述预混液涂覆在载体板上，然后浸入浸泡液中，制得多孔铜镍合金板前驱体；所述浸泡液为水，或者是水和乙醇的混合溶液；所述预混液中，所述聚合物粘结剂的质量百分比为3～6％，所述粘度调节剂的质量百分比为1～2％，所述有机溶剂的质量百分比为23～37％，所述铜粉和所述镍粉的总质量百分比为58～70％；

步骤二、将所述多孔铜镍合金板前驱体置于氧气或空气氛围下加热氧化，加热氧化温度为500～700℃；然后置于氢气或一氧化碳氛围下还原烧结1～3h，还原烧结温度为650～850℃；制得多孔铜镍合金板；

步骤三、将所述多孔铜镍合金板置于碳源气体氛围下加热40s～80s，制得所述改性多孔铜镍合金板；加热温度为400～1000℃。

本发明通过将聚合物粘结剂、粘度调节剂和有机溶剂混合形成聚合物溶液，并使其与铜粉和镍粉混匀得到铜粉和镍粉均匀分散的金属粉浆，将其刮涂在载体板上后浸入浸泡液中，浸泡液会将有机溶剂置换出来，使得整个体系发生相转换，转换后的材料会固化成型，从载体板上直接脱离，形成多孔铜镍合金板前驱体；然后将多孔铜镍合金板前驱体置于氧气或空气氛围下加热，烧掉其中的聚合物的同时也将其中的铜和镍氧化为氧化铜和氧化镍，然后置于氢气或一氧化碳氛围下加热还原；设计将铜和镍一同依次经历氧化和还原的过程，会使得金属铜和金属镍形成金属互化物，从而使得制得的多孔铜镍合金板具有更好的Cu₈Ni₃合金相，进一步提高材料的VOCs降解性能(Cu₈Ni₃合金相正是发挥材料VOCs降解性能的关键)；最后将多孔铜镍合金板置于碳源气体的氛围下进行多孔铜镍合金板表面碳层的原位生长，使得多孔铜镍合金板的表面原位生长碳材料，最终制得本发明的改性多孔铜镍合金板。