本發(fā)明屬于材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體的說涉及一種多孔材料的制備方法。

背景技術(shù)：

納米多孔金屬是今年來發(fā)展起來的一類新型納米結(jié)構(gòu)材料，由于它具有比表面積大、密度小、結(jié)構(gòu)靈活可調(diào)、滲透性好等特點(diǎn)，使得多孔材料被廣泛地應(yīng)用于分離、催化、傳感、醫(yī)藥、電極、機(jī)械等領(lǐng)域。

制備多孔金屬的一種常用方法是脫合金法和模板法。脫合金方法一般要采用特制合金作為原材料，合金通常采用冶金方法制備，由兩種電化學(xué)電位相差較大的金屬構(gòu)成。通過電解或者化學(xué)腐蝕的方法控制溶解原材料中相對較活潑的金屬元素，從而在原材料中產(chǎn)生孔洞結(jié)構(gòu)。最終保留下來的孔洞骨架由原材料中相對惰性的金屬構(gòu)成。模板法，工藝相對復(fù)雜，成本高，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，同時(shí)采用上述方法制備的銀的孔隙結(jié)構(gòu)單一，且難以控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，發(fā)明了一種簡單易于實(shí)現(xiàn)的制備多孔材料的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明內(nèi)容，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種分級多孔材料的制備方法包括以下步驟：

(1)采用電化學(xué)氧化方法于電解液中對金屬材料進(jìn)行氧化處理或采用熱氧化方法于氧氣氣氛中對金屬材料進(jìn)行氧化處理；

(2)對步驟(1)所得處理后的金屬材料進(jìn)行電化學(xué)還原；

步驟(1)中所述金屬材料為金、銀、銅、鋅、鐵、鎳、鎂中的一種或兩種以上的合金；步驟(1)中所述電解液為NaOH和KOH中的一種或兩種。

所述對金屬材料進(jìn)行電化學(xué)氧化和電化學(xué)還原處理的具體過程為以所述金屬材料為工作電極，以鉑、石墨棒、銀、金中的一種為對電極，銀/氯化銀、汞/氧化汞或飽和甘汞為參比電極；所述電化學(xué)氧化和電化學(xué)還原的方法為恒電位法。

步驟(1)中所述熱氧化溫度不低于100℃，所述熱氧化時(shí)間為1s～24h。

所述熱氧化溫度優(yōu)選為200℃～1000℃，所述熱氧化時(shí)間優(yōu)選為30min～12h。

所述電化學(xué)氧化過程中相對于可逆氫電極的電化學(xué)氧化電位不低于0V，電化學(xué)氧化時(shí)間為1s～12h。

所述電化學(xué)氧化過程中相對于可逆氫電極電化學(xué)氧化電位優(yōu)選為0V～3V；所述電化學(xué)氧化時(shí)間優(yōu)選為10min～3h。

所述電化學(xué)還原的過程中相對于可逆氫電極的電化學(xué)還原電位為-0.1V～-3V； 電化學(xué)還原時(shí)間為1s～12h。

所述電化學(xué)還原的過程中相對于可逆氫電極的電化學(xué)還原電位優(yōu)選為-0.6V～-1.2V；所述電化學(xué)還原時(shí)間優(yōu)選為10min～3h。

所述多孔材料制備方法制得的分級多孔材料，所制得的分級多孔材料，由金屬納米粒子聚集形成的一級孔聚集體再次聚集形成的二級孔聚集體相互連接而形成；所述一級孔聚集體上具有一級孔，一級孔的孔徑為5～300nm；所述二級孔聚集體上具有二級孔，二級孔的孔徑為0.5～5μm。

所述制得的分級多孔材料中，金屬納米粒子的直徑為10～100nm，所述一級孔聚集體的直徑為1～6μm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述多孔材料的制備方法具有綠色環(huán)保、簡便、易于實(shí)施、生產(chǎn)成本低；以及制備過程中多孔金屬的孔徑及孔隙率分布可控；且大部分金屬均能形成氧化物，之后可以通過簡單快捷的脫除氧離子的方式制備得到多孔金屬，因此該方法同時(shí)具有普遍使用的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1制備的多孔鋅的掃描電鏡照片。

圖2為比較例1和實(shí)施例1制備的納米多孔鋅的二氧化碳電還原性能曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做詳細(xì)的描述。當(dāng)然本發(fā)明并不僅限于這些具體的實(shí)施例。

比較例1：鋅片(國藥)。

實(shí)施例1：配制含0.1M的NaOH的溶液并將其作為電解液，鋅片作為工作電極，鉑片為對電極，汞/氧化汞電極為參比電極，先在3V(相對于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)氧化處理30min，之后在-3V(相對于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)還原10min得到多孔鋅。

實(shí)施例2：配制含0.2M的KOH的溶液并將其作為電解液，銅絲作為工作電極，鉑片為對電極，銀/氯化銀電極為參比電極，先在0V(相對于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)氧化處理1s，之后在-2V(相對于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)還原1s得到多孔銅。

實(shí)施例3：配制含0.3M的NaOH的溶液并將其作為電解液，鎳箔作為工作電極，鉑片為對電極，飽和甘汞電極為參比電極，先在2.0V(相對于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)氧化處理12h，之后再-1.2V(相對于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)還原得到多孔鎳3h。

實(shí)施例4：將1cm²的銅箔在1000℃的空氣氣氛中熱處理24h，之后將其作為工作電極，0.2M KOH作為電解液，鉑片為對電極，汞/氧化汞電極為參比電極，再-1.2V(相對于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)還原12h得到多孔銅。

實(shí)施例5：將1cm²的鐵箔在200℃的空氣氣氛中熱處理12h，之后將其作為工作電極，0.1M NaOH作為電解液，鉑片為對電極，汞/氧化汞電極為參比電極，再-1.7V(相對于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)還原6h得到多孔鐵。

實(shí)施例6：配制含0.5M的KOH的溶液并將其作為電解液，銀絲作為工作電極，鉑片為對電極，銀/氯化銀電極為參比電極，先在1.2V(相對于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)氧化處理3h，之后再-0.1V(相對于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)還原得到3h多孔銀。

實(shí)施例7：將1cm²的金箔在500℃的氧氣氣氛中熱處理30min，之后將其作為工作電極，0.1M NaOH作為電解液，鉑片為對電極，汞/氧化汞電極為參比電極，再-0.6V(相對于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)還原10min得到多孔金。

實(shí)施例8：將1cm²的鎂箔在600℃的氧氣氣氛中熱處理8h，之后將其作為工作電極，0.1M NaOH作為電解液，鉑片為對電極，汞/氧化汞電極為參比電極，再-1.85V(相對于可逆氫電極)下進(jìn)行電化學(xué)還原2h得到多孔鎂。

圖1為根據(jù)實(shí)施例1制備的納米多孔鋅的掃描電鏡照片，如圖所示該材料納米粒子的直徑為10-100nm，納米粒子聚集形成的聚集體的大小為1-6μm。

圖2為比較例1和實(shí)施例1制備的納米多孔鋅的二氧化碳電還原性能曲線。比較可知，納米多孔鋅的二氧化碳活性要高于鋅片的。