一种立方骨架多孔银及其制备方法与流程

本发明属于纳米材料制备领域，具体的说涉及一种立方骨架多孔银；

本发明还涉及所述立方骨架多孔银的制备方法。

背景技术：

纳米多孔金属是今年来发展起来的一类新型纳米结构材料，由于它具有比表面积大、密度小、结构灵活可调、渗透性好等特点，使得多孔材料被广泛地应用于分离、催化、传感、医药、电极、机械等领域。多孔银由于其优异的物理化学性质，在催化剂材料、电子陶瓷材料、防静电材料、生物传感器材料等领域有广泛的应用前景。

制备多孔金属的常用方法是脱合金法和模板法。但是这两种方法工艺相对复杂，成本高，难以实现工业化生产，同时采用上述方法制备的银的孔隙结构单一，且难以控制。针对现有技术中存在的问题，我们发明了一种分级多孔银及一种简单易于实现的制备分级多孔银的方法，且已经申请了中国专利。由该方法制备的分级多孔银具有优异的氧还原和过氧化氢还原电催化活性，但是该分级多孔银的孔尺寸主要是纳米级的，仅存在少量的微米级的孔，当制备的分级多孔银厚度较大时，其多孔结构仍然不利于反应物质在孔道内的传输，导致其活性物质不能充分利用。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的问题，发明了一种立方骨架多孔银及其制备方法

为实现上述发明内容，本发明采用以下技术方案来实现：

所述立方骨架微观上是由12个长度相同的棱边围绕成的立方体框架结构，其棱边边长为0.5～1.5μm；所述立方结构的棱边由多孔银构成；所述多孔银的孔径为20～100nm。

所述多孔银的孔径优选为50～80nm。

所述立方骨架多孔银的制备方法步骤如下：先用模板法制备以卤化银为棱边的立方骨架卤化银，之后将模板去除，最后通过对立方骨架卤化银进行电化学处理，从而得到立方骨架多孔银。

所述模板法制备立方骨架卤化银的模板为立方晶体NaCl,NaBr,NaI,KCl,KBr,KI中 的一种。

所述对立方骨架卤化银进行电化学处理的过程为，以立方骨架卤化银为工作电极，以铂或石墨棒中的一种为对电极，银/氯化银、汞/氧化汞或饱和甘汞中的一种为参比电极，以NaOH或KOH的水溶液为电解液。

所述电化学处理的过程中，相对于可逆氢电极的电化学处理电位为-0.1V～-2V；电化学处理时间为1s～100h。

所述电化学处理电位优选为-0.6V～-1.2V；所述电化学处理时间优选为60s～20h；所述电化学处理时间最优为120s～8h。

与现有技术相比，本发明所述立方骨架多孔银的制备方法具有绿色环保、简便、易于实施、生产成本低；以及制备过程中多孔金属的孔径及孔隙率分布可控等优点，将其用作氧还原催化剂时，立方骨架的中心孔有利于活性物质的在其内的传输，骨架上的孔有利于活性表面积的提升，从而有利于氧还原催化反应。

附图说明：

图1a为根据实施例1制备的立方骨架氯化银的扫描电镜照片，图1b为根据实施例1制备的立方骨架氯化银的透射电镜照片，图1c为根据实施例1制备的立方骨架多孔银的骨架结构的透射电镜照片。

图2为根据实施例1制备的立方骨架多孔银的氧还原活性曲线。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做详细的描述。当然本发明并不仅限于这些具体的实施例。

实施例1.将3mL氯化钠的饱和水溶液加入到100mL无水乙醇中制备得到氯化钠立方体，之后将100mL 0.01M的硝酸银的乙醇溶液加入到上述得到的氯化钠立方体的乙醇溶液中，反应24h后，用水洗涤反应产物，将反应产物放入鼓风烘箱中烘干得到立方骨架氯化银；将反应产物涂覆到碳纸上，之后再在-0.8V下恒电位处理30min，得到立方骨架多孔银。

实施例2.将3mL溴化钠的饱和水溶液加入到100mL无水乙醇中制备得到溴化钠立方体，之后将100mL 0.01M的硝酸银的乙醇溶液加入到上述得到的溴化钠立方体的乙醇溶液中，反应18h后，用水洗涤反应产物，将反应产物放入鼓风烘箱中烘干得到立方骨架溴化银；将反应产物涂覆到碳纸上，之后再在-0.1V下恒电位处理100h，得到立方骨架多孔银。

实施例3.将3mL碘化钠的饱和水溶液加入到100mL无水乙醇中制备得到碘化钠立方体，之后将100mL 0.01M的硝酸银的乙醇溶液加入到上述得到的碘化钠立方体的乙醇溶液中，反应12h后，用水洗涤反应产物，将反应产物放入鼓风烘箱中烘干得到立方骨架碘化银；将反应产物涂覆到碳纸上，之后再在-2V下恒电位处理20h，得到立方骨架多孔银。

实施例4.将3mL氯化钾的饱和水溶液加入到100mL无水乙醇中制备得到氯化钾立方体，之后将100mL 0.01M的硝酸银的乙醇溶液加入到上述得到的氯化钾立方体的乙醇溶液中，反应24h后，用水洗涤反应产物，将反应产物放入鼓风烘箱中烘干得到立方骨架氯化银；将反应产物涂覆到碳纸上，之后再在-0.6V下恒电位处理20min，得到立方骨架多孔银。

实施例5.将3mL溴化钾的饱和水溶液加入到100mL无水乙醇中制备得到溴化钾立方体，之后将100mL 0.01M的硝酸银的乙醇溶液加入到上述得到的溴化钾立方体的乙醇溶液中，反应18h后，用水洗涤反应产物，将反应产物放入鼓风烘箱中烘干得到立方骨架溴化银；将反应产物涂覆到碳纸上，之后再在-1.2V下恒电位处理2h，得到立方骨架多孔银。

实施例6.将3mL碘化钾的饱和水溶液加入到100mL无水乙醇中制备得到碘化钾立方体，之后将100mL 0.01M的硝酸银的乙醇溶液加入到上述得到的碘化钾立方体的乙醇溶液中，反应12h后，用水洗涤反应产物，将反应产物放入鼓风烘箱中烘干得到立方骨架碘化银；将反应产物涂覆到碳纸上，之后再在-1.5V下恒电位处理1s，得到立方骨架多孔银。

实施例7.将3mL溴化钾的饱和水溶液加入到100mL无水乙醇中制备得到溴化钾立方体，之后将100mL 0.01M的硝酸银的乙醇溶液加入到上述得到的溴化钾立方体的乙醇溶液中，反应18h后，用水洗涤反应产物，将反应产物放入鼓风烘箱中烘干得到立方骨架溴化银；将反应产物涂覆到碳纸上，之后再在-1.7V下恒电位处理5h，得到立方骨架多孔银。

图1a为根据实施例1制备的立方骨架氯化银的扫描电镜照片，图1b为根据实施例1制备的立方骨架多孔银的透射电镜照片，图1c为根据实施例1制备的立方骨架多孔银的骨架结构的透射电镜照片。如图所示，立方骨架氯化银和立方骨架多孔银的边长为0.5～1.5μm；中心孔的大小为300-800nm,所述立方骨架多孔银的边由多孔银构成；所 述多孔银的孔大小为20～100nm。

图2为根据实施例1制备的立方骨架多孔银的氧还原活性曲线。由图可知，该催化剂具有较好的氧还原催化活性。