CN107287598B - 一种重离子核孔铜箔的制作方法 - Google Patents

一种重离子核孔铜箔的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种重离子核孔铜箔的制作方法，包括以下步骤：(1)辐照：将厚度≤60mm的铜箔用重离子加速器辐照，形成潜径迹，得到潜径迹铜箔；(2)制备蚀刻液；(3)蚀刻：采用蚀刻液对步骤(1)所得到潜径迹铜箔进行蚀刻，在蚀刻过程中，随着铜的溶解补加氨水和氯化铵；蚀刻后得到核孔铜箔，蚀刻后的铜箔厚度减薄；(4)将蚀刻后的核孔铜箔在纯水中清洗，烘干，然后打卷，即得成品。本发明的重离子核孔铜箔的制作方法制作的重离子核孔铜箔具有孔密度大、孔分布均匀、孔径大小可控的优点，在锂电池生产、定量分析、高分子聚合物分离中有广泛的用途。

Description

一种重离子核孔铜箔的制作方法
技术领域
本发明涉及一种铜箔的制作方法，具体是一种重离子核孔铜箔的制作方法。
背景技术
核孔膜又名核径迹蚀刻膜，是国外70年代发展起来的一种新型微孔滤膜。该膜是一种精密过滤和筛分粒子的理想滤膜，微孔结构为圆柱状孔道且孔径大小均匀，属筛分过滤机理，能多次重复使用，承压能力强，耐高温消毒，化学及生物稳定性好，被认为是目前最好的精密过滤材料，在国外目前已广泛应用于电子，食品，化学，制药等工业和生物，医学，环境，分析检测等领域，具有广阔的应用前景。
目前国内主要用反应堆生产的核孔膜，但其弊病在于孔径难以控制均匀，远远不能达到精密过滤的要求。而通过重离子加速器研制、生产的核微孔滤膜是一种新型的过滤膜。其核微孔滤膜的滤孔呈几何形状且规则，孔径均匀(基本为圆柱形的直通孔)过滤时大于孔径的微粒被截留在滤膜表面。滤膜本身是电介质薄膜，不存在滤膜本身对滤液的污染，故此为精密过滤和筛分粒子的理想工具。本发明提供一种重离子核孔铜箔的制作方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重离子核孔铜箔的制作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种重离子核孔铜箔的制作方法，包括以下步骤：
(1)辐照：将厚度≤60mm的铜箔用重离子加速器辐照，形成潜径迹，得到潜径迹铜箔；
(2)制备蚀刻液：在氯化铜溶液中加入氨水，发生络合反应，反应方程式如下：
CuCl2+4NH3→Cu(NH3)4Cl2
(3)蚀刻：采用蚀刻液对步骤(1)所得到潜径迹铜箔进行蚀刻，在蚀刻过程中，铜箔表面以及潜径迹的铜被[Cu(NH3)4]2+络离子氧化，其蚀刻反应方程式如下：
Cu(NH3)4Cl2+Cu→2Cu(NH3)2Cl
在蚀刻过程中，随着铜的溶解补加氨水和氯化铵，上述蚀刻反应生成的[Cu(NH3)2]+被空气中的O2氧化，生成具有蚀刻能力的[Cu(NH3)4]2+络离子，其反应方程式如下：
2Cu(NH3)2Cl+2NH4Cl+2NH3+1/2O2→2Cu(NH3)4Cl2+2H2O
蚀刻后得到核孔铜箔，蚀刻后的铜箔厚度减薄；
(4)将蚀刻后的核孔铜箔在纯水中采用超声波清洗，在80-95℃下烘干，然后打卷，即得成品。
作为本发明进一步的方案：步骤(1)将厚度10-50mm的铜箔用重离子加速器辐照。
作为本发明进一步的方案：步骤(4)将蚀刻后的核孔铜箔在纯水中采用超声波清洗，在88℃下烘干，然后打卷，即得成品。
作为本发明进一步的方案：所述重离子加速器采用中科院近代物理研究所建成的兰州重离子加速器(HIRFL)。
作为本发明进一步的方案：铜箔减薄的厚度与所生成的孔的直径相同。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的重离子核孔铜箔的制作方法制作的重离子核孔铜箔具有孔密度大、孔分布均匀、孔径大小可控的优点，在锂电池生产、定量分析、高分子聚合物分离中有广泛的用途；本发明的重离子核孔铜箔的制作方法容易操作，工艺简单，有利于工业化生产，具有较好的经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种重离子核孔铜箔的制作方法，包括以下步骤：
(1)辐照：将厚度为10mm的铜箔用重离子加速器辐照，沿着离子入射路径会产生损伤，形成潜径迹，得到潜径迹铜箔，潜径迹由于具有很高的化学活性，很容易被蚀刻，所述重离子加速器采用中科院近代物理研究所建成的兰州重离子加速器(HIRFL)；
(2)制备蚀刻液：在氯化铜溶液中加入氨水，发生络合反应，反应方程式如下：
CuCl2+4NH3→Cu(NH3)4Cl2
(3)蚀刻：采用蚀刻液对步骤(1)所得到潜径迹铜箔进行蚀刻，在蚀刻过程中，铜箔表面以及潜径迹的铜被[Cu(NH3)4]2+络离子氧化，其蚀刻反应方程式如下：
Cu(NH3)4Cl2+Cu→2Cu(NH3)2Cl
上述蚀刻反应生成的[Cu(NH3)2]+为Cu的络离子，不具有蚀刻功能，在有过量NH3和Cl-的情况下，能很快被空气中的O2氧化，生成具有蚀刻能力的[Cu(NH3)4]2+络离子，其反应方程式如下：
2Cu(NH3)2Cl+2NH4Cl+2NH3+1/2O2→2Cu(NH3)4Cl2+2H2O
有上述反应可以看出，在蚀刻过程中，随着分子铜的消耗，同时消耗了一定量的分子氨和分子氯化铵，因此，在蚀刻过程中，需要随着铜的溶解补加氨水和氯化铵。蚀刻后得到核孔铜箔，且蚀刻后的铜箔厚度减薄，经多次试验检测，铜箔减薄的厚度基本与所生成的孔的直径相同；
(4)将蚀刻后的核孔铜箔在纯水中采用超声波清洗，在80℃下烘干，然后打卷，即得成品。
实施例2
一种重离子核孔铜箔的制作方法，包括以下步骤：
(1)辐照：将厚度60mm的铜箔用重离子加速器辐照，沿着离子入射路径会产生损伤，形成潜径迹，得到潜径迹铜箔，潜径迹由于具有很高的化学活性，很容易被蚀刻，所述重离子加速器采用中科院近代物理研究所建成的兰州重离子加速器(HIRFL)；
(2)制备蚀刻液：在氯化铜溶液中加入氨水，发生络合反应，反应方程式如下：
CuCl2+4NH3→Cu(NH3)4Cl2
(3)蚀刻：采用蚀刻液对步骤(1)所得到潜径迹铜箔进行蚀刻，在蚀刻过程中，铜箔表面以及潜径迹的铜被[Cu(NH3)4]2+络离子氧化，其蚀刻反应方程式如下：
Cu(NH3)4Cl2+Cu→2Cu(NH3)2Cl
上述蚀刻反应生成的[Cu(NH3)2]+为Cu的络离子，不具有蚀刻功能，在有过量NH3和Cl-的情况下，能很快被空气中的O2氧化，生成具有蚀刻能力的[Cu(NH3)4]2+络离子，其反应方程式如下：
2Cu(NH3)2Cl+2NH4Cl+2NH3+1/2O2→2Cu(NH3)4Cl2+2H2O
有上述反应可以看出，在蚀刻过程中，随着分子铜的消耗，同时消耗了一定量的分子氨和分子氯化铵，因此，在蚀刻过程中，需要随着铜的溶解补加氨水和氯化铵。蚀刻后得到核孔铜箔，且蚀刻后的铜箔厚度减薄，经多次试验检测，铜箔减薄的厚度基本与所生成的孔的直径相同；
(4)将蚀刻后的核孔铜箔在纯水中采用超声波清洗，在95℃下烘干，然后打卷，即得成品。
实施例3
一种重离子核孔铜箔的制作方法，包括以下步骤：
(1)辐照：将厚度50mm的铜箔用重离子加速器辐照，沿着离子入射路径会产生损伤，形成潜径迹，得到潜径迹铜箔，潜径迹由于具有很高的化学活性，很容易被蚀刻，所述重离子加速器采用中科院近代物理研究所建成的兰州重离子加速器(HIRFL)；
(2)制备蚀刻液：在氯化铜溶液中加入氨水，发生络合反应，反应方程式如下：
CuCl2+4NH3→Cu(NH3)4Cl2
(3)蚀刻：采用蚀刻液对步骤(1)所得到潜径迹铜箔进行蚀刻，在蚀刻过程中，铜箔表面以及潜径迹的铜被[Cu(NH3)4]2+络离子氧化，其蚀刻反应方程式如下：
Cu(NH3)4Cl2+Cu→2Cu(NH3)2Cl
上述蚀刻反应生成的[Cu(NH3)2]+为Cu的络离子，不具有蚀刻功能，在有过量NH3和Cl-的情况下，能很快被空气中的O2氧化，生成具有蚀刻能力的[Cu(NH3)4]2+络离子，其反应方程式如下：
2Cu(NH3)2Cl+2NH4Cl+2NH3+1/2O2→2Cu(NH3)4Cl2+2H2O
有上述反应可以看出，在蚀刻过程中，随着分子铜的消耗，同时消耗了一定量的分子氨和分子氯化铵，因此，在蚀刻过程中，需要随着铜的溶解补加氨水和氯化铵。蚀刻后得到核孔铜箔，且蚀刻后的铜箔厚度减薄，经多次试验检测，铜箔减薄的厚度基本与所生成的孔的直径相同；
(4)将蚀刻后的核孔铜箔在纯水中采用超声波清洗，在88℃下烘干，然后打卷，即得成品。
本发明的重离子核孔铜箔的制作方法制作的重离子核孔铜箔具有孔密度大、孔分布均匀、孔径大小可控的优点，在锂电池生产、定量分析、高分子聚合物分离中有广泛的用途；本发明的重离子核孔铜箔的制作方法容易操作，工艺简单，有利于工业化生产，具有较好的经济效益。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (4)

1.一种重离子核孔铜箔的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)辐照：将厚度≤60mm的铜箔用重离子加速器辐照，形成潜径迹，得到潜径迹铜箔；
(2)制备蚀刻液：在氯化铜溶液中加入氨水，发生络合反应，反应方程式如下：
CuCl2+4NH3→Cu(NH3)4Cl2
(3)蚀刻：采用蚀刻液对步骤(1)所得到潜径迹铜箔进行蚀刻，在蚀刻过程中，铜箔表面以及潜径迹的铜被[Cu(NH3)4]2+络离子氧化，其蚀刻反应方程式如下：
Cu(NH3)4Cl2+Cu→2Cu(NH3)2Cl
在蚀刻过程中，随着铜的溶解补加氨水和氯化铵，上述蚀刻反应生成的[Cu(NH3)2]+被空气中的O2氧化，生成具有蚀刻能力的[Cu(NH3)4]2+络离子，其反应方程式如下：
2Cu(NH3)2Cl+2NH4Cl+2NH3+1/2O2→2Cu(NH3)4Cl2+2H2O
蚀刻后得到核孔铜箔，蚀刻后的铜箔厚度减薄；铜箔减薄的厚度与所生成的孔的直径相同；
(4)将蚀刻后的核孔铜箔在纯水中采用超声波清洗，在80-95℃下烘干，然后打卷，即得成品。
2.根据权利要求1所述的重离子核孔铜箔的制作方法，其特征在于，步骤(1)将厚度10-50mm的铜箔用重离子加速器辐照。
3.根据权利要求1所述的重离子核孔铜箔的制作方法，其特征在于，步骤(4)将蚀刻后的核孔铜箔在纯水中采用超声波清洗，在88℃下烘干，然后打卷，即得成品。
4.根据权利要求1所述的重离子核孔铜箔的制作方法，其特征在于，所述重离子加速器采用中科院近代物理研究所建成的兰州重离子加速器(HIRFL)。
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