[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

摘要

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。

主权项

1.一种可呼吸的层状纳米多孔铜银复合材料，其特征为该复合材料为薄带，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厚度7.5～8.5μm，韧带宽80～120nm，孔径尺寸50～100nm；两侧纳米多孔铜厚度1～2μm，韧带宽600～800nm，孔径尺寸300～400nm；最外侧的纳米多孔铜银厚度5～6μm，韧带宽50～90nm，孔径尺寸40～80nm；所述的可呼吸的层状纳米多孔铜银复合材料的制备方法，包括如下步骤：第一步，制备非晶合金薄带按目标成分称取纯Cu、纯Zr、纯Ti和纯Ag；清洗后放入真空电弧熔炼炉中熔炼制得Cu‑Zr‑Ti‑Ag合金锭，经打磨、清洗后置于石英试管内，将石英试管放入真空甩带机中感应线圈内固定，在高纯氩气保护下进行感应熔炼，将熔融的金属液吹铸形成非晶合金薄带；其中：熔炼及甩带真空度为9×10^‑4Pa；吹铸压力为0.5～2.0MPa；吹铸制得的非晶合金薄带宽为1.5～2mm，厚度为15～25μm；第二步，将非晶合金薄带进行热处理将上一步得到的非晶合金薄带置于管式炉中，在通氮气的情况下，以5℃min^‑1的速度从25℃程序升温至150℃，恒温保持2h后，再以12℃min^‑1的速度程序升温至250℃，恒温保持1～3h后，迅速放入水中后取出干燥；第三步，电化学脱合金处理制备可呼吸的层状纳米多孔铜银复合材料将上一步得到的非晶合金薄带浸泡入电解液中进行电化学脱合金反应，得到可呼吸的层状纳米多孔铜银复合材料；其中，电化学脱合金采用三电极系统，工作电极为上述进行热处理得到的非晶合金薄带，参比电极为Ag/AgCl，辅助电极为铂电极；电解液为浓度0.1～0.5M HF、0.05M NaF和0.1～0.5M H₂SO₄溶液的混合溶液，混合液的体积比为HF溶液：NaF溶液：H₂SO₄溶液＝2:1:1；所述的电化学脱合金为计时电流法，在‑0.4～‑0.6V下恒电压脱合金5～10h。