[发明专利]三维纳米多孔金属及其卤素离子辅助电化学纳米焊接制备方法和应用

权利要求书

1.一种卤素离子辅助电化学纳米焊接制备三维纳米多孔金属的方法，其特征在于，将待焊接的三维前驱体在含有卤素离子的电解液中进行循环伏安电化学纳米焊接，制得三维纳米多孔金属；

所述的三维前驱体由金属颗粒相互堆叠而成，且金属颗粒之间存在待焊接的纳米间隙。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的三维前驱体为两层及以上的单层金属层依次堆叠形成的多层金属复合膜；

优选地，所述的多层金属复合膜制备步骤为：

在基底表面进行N次金属纳米颗粒薄膜的逐层复合，形成N层金属纳米颗粒薄膜依次复合的多层复合前驱体；其中，第二次～第N次复合前，预先对上一次的金属纳米颗粒薄膜表面进行自然干燥以及等离子体处理；

优选地，所述的等离子体处理过程中的功率小于或等于80W；优选为20～50W；

优选地，等离子体处理气体氛围是N₂、惰性气体中的至少一种；

优选地，等离子体处理的时间0.5～1min。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的金属颗粒为金、银、钯、铂、铁、铜、铝中的至少一种的颗粒；

优选地，所述的金属颗粒为纳米球形颗粒，其粒径为3～100nm；优选为3～70nm；

优选地，所述的多层金属复合膜的层数大于或等于2的整数，优选为2～350的整数；进一步优选为2～20的整数；

优选地，同层的金属颗粒的间隙小于或等于2nm；

优选地，层间的金属颗粒间隙小于或等于1nm；优选为相互接触。

4.如权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，基于三电极电化学循环伏安扫描进行所述的电化学纳米焊接：其操作为：

将待焊接的三维前驱体为工作电极，将其和对电极以及参比电极组装形成三电极体系，随后在所述的含有卤素离子的电解液中进行循环伏安电化学纳米焊接；

优选地，对电极为Pt对电极或碳对电极；

优选地，参比电极为饱和硫酸亚汞电极、可逆氢电极、饱和甘汞电极、Ag/AgCl电极和Hg/HgO电极中的至少一种,进一步优选为饱和硫酸亚汞电极。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的卤素离子为F^-、Cl^-、Br^-和I^-中的至少一种，优选为F^-和/或Cl^-；

优选地，电解液中，所述的卤素离子的浓度为2μM～2.0M；进一步优选为2mM～1.0M；

优选地，所述的卤素离子通过卤素离子的钠盐、钾盐、铵盐、酸的形式添加；

优选地，所述的电解液中的电解质为水溶性的酸、碱或盐；优选为酸，进一步优选为硫酸和高氯酸中的至少一种；

优选地，电解液中，所述的电解质的浓度为0.01～2.0M。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，电化学纳米焊接过程中，电化学循环伏安的圈数小于或等于50，进一步优选为1～10。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，电化学循环伏安的扫速为1～1000mV/s，进一步优选为5～500mV/s。