一种电沉积制备铜枝晶的方法

本发明涉及新材料，具体涉及一种电沉积制备铜枝晶的方法。

背景技术：

1、金属铜具有较高的热和电导性，在制备高效催化剂、导电材料等领域可代替金、银等贵金属而降低成本。通过控制晶体取向、晶粒尺寸和晶体形貌得到的金属纳米结构可以广泛应用到各种行业，例如催化、微电装置、超疏表面和生物薄膜中。铜纳米结构的种类很多，例如纳米线、纳米颗粒、纳米棒、纳米管等。铜枝晶自身具有高密度的边角和较大的比表面积，具有良好的超疏水性，能有效防止电解液的过度接触，从而提高电极的稳定性；能高效富集电解液中的阳离子形成局部高电场，使电极表现出较为优异的电催化性能，因此在超疏水、电催化等领域备受关注。

2、目前铜枝晶的制备方法主要有电沉积、化学气相沉积、溶液浸泡法、模板法等。现有铜枝晶的制备过程中需要使用保护剂、还原剂等多种试剂，且有的需要在加热条件下进行。总之，现有铜枝晶的制备方法复杂、生产成本高、不宜批量生产。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种室温下制备铜枝晶的方法，该方法工艺简单，生产成本低，且制得的铜枝晶形貌均一，比表面积大，对称性良好。

2、本发明采用的技术方案是：

3、一种电沉积制备铜枝晶的方法，包括以下步骤：

4、(1)将硫酸、铜盐及苯并咪唑溶于水中，制成电解液；

5、(2)将所述电解液置于电解槽中，将铜箔片作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，铂丝作为对电极，连接电化学工作站，室温下，在设定电压下恒电压沉积一定时间，即在铜箔片表面得到铜枝晶结构。

6、进一步地，在步骤(1)中，通过调节硫酸的加入量，调节所述电解液的ph值为1.1～1.3。

7、进一步地，步骤(1)中所用铜盐为cuso4·5h2o。

8、进一步地，电解液中的铜离子浓度为20～35mmol/l，苯并咪唑浓度为2～9μmol/l。

9、进一步地，步骤(2)中，沉积电压为-0.4～-0.8v，沉积时间为300～600s。

10、进一步地，所得铜枝晶结构呈树枝状对称分布。

11、本发明的有益效果：

12、(1)本发明在室温下通过电沉积制备铜枝晶，制备条件温和，操作简便，有利于工业生产。

13、(2)本发明得到的铜枝晶结构具有良好的对称性，抗氧化性及较高的比表面积，可以保证枝晶形貌稳定，有利于使枝晶具备更好的疏水性。

技术特征：

1.一种电沉积制备铜枝晶的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种电沉积制备铜枝晶的方法，其特征在于，在步骤(1)中，通过调节硫酸的加入量，调节所述电解液的ph值为1.1～1.3。

3.根据权利要求1所述的一种电沉积制备铜枝晶的方法，其特征在于，步骤(1)中所用铜盐为cuso4·5h2o。

4.根据权利要求1所述的一种电沉积制备铜枝晶的方法，其特征在于，电解液中的铜离子浓度为20～35mmol/l，苯并咪唑浓度为2～9μmol/l。

5.根据权利要求1所述的一种电沉积制备铜枝晶的方法，其特征在于，步骤(2)中，沉积电压为-0.4～-0.8v，沉积时间为300～600s。

6.根据权利要求1所述的一种电沉积制备铜枝晶的方法，其特征在于，所得铜枝晶结构呈树枝状对称分布。

技术总结
本发明公开了一种电沉积制备铜枝晶的方法，包括以下步骤：(1)将硫酸、铜盐及苯并咪唑溶于水中，制成电解液；(2)将所述电解液置于电解槽中，将铜箔片作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，铂丝作为对电极，连接电化学工作站，室温下，在设定电压下恒电压沉积一定时间，即在铜箔片表面得到铜枝晶结构。本发明的方法生产成本低，且制得的铜枝晶形貌均一，对称性良好，比表面积大，抗氧化性高。

技术研发人员：陈艳丽,王笙戌,沈银飞,王文昌,吴敏娴,陈智栋
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15