CN107326430A - 一种新型的多孔金属的制备方法 - Google Patents

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安永灵
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Abstract

本发明提供一种新型的多孔金属的制备方法，其制备方法为选用金属做正极，锂/钠/钾/镁/钙等金属做负极，组成电池体系，进行充放电，然后将放电产物放入液体中，浸泡，烘干，即可得到多孔金属。该方法成本低，绿色环保，而且结构可控稳定，对于多孔金属的制备具有十分重要的意义。

Description

一种新型的多孔金属的制备方法
技术领域
本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种新型的多孔金属的制备方法。
背景技术
多孔金属材料，即金属内部弥散分布着大量的有方向性的或随机的孔洞，这些孔洞的直径一般为2μm～3mm。由于对孔洞的设计要求以及对金属的性能影响不同，孔洞可以是泡沫型的、藕状型的或蜂窝型的等等。多孔金属材料还可以根据其孔洞的形态分为独立孔洞型和连续孔洞型两大类。其中，独立型的多孔金属材料具有比重小，刚性高、比强度高、吸振、吸音性能好等特点；连续型的多孔金属材料除了具有上述特点之外，还具有浸透性、透气性好的特点。
由于多孔金属材料的内部含有孔隙结构，多孔金属除了拥有金属材料本身优良的导热性、导电性、高韧性、易加工、耐腐蚀性等性能外，而且还有大量孔隙结构的存在使其拥有独特的功能特性，还具有优良的流体通过能力。由于具有上述结构特性，多孔金属材料在能源、环保、冶金机械、电力电子、生物制药以及航空航天等领域多孔金属都有广泛的应用。
目前，多孔金属的制备方法很多，主要是通过模压成型法、松装烧结法、等静压法、挤压法以及粉末冶金等方法制备。这些方法制备的多孔金属，内部含有许多无效孔，并且孔径的曲折因子大，流体通过的阻力大，不仅浪费能源，污染环境，成本高，而且所制得的多孔金属内部结构的空隙不可控。因此，开发一种低成本、绿色环保、结构可控稳定的多孔金属具有十分重要的意义。
发明内容
因此，为了克服现有技术领域存在的上述问题，本发明旨在提供一种新型的多孔金属及其制备方法。
本发明提供了在一种新型的多孔金属的制备方法，包括以下步骤:
(1)选用特定金属做正极，ⅠA族、ⅡA族金属做负极，组成电池体系，进行充放电；
(2)将放电后的正极放入液体中浸泡，烘干，即可得到多孔金属。
采用金属做正极，锂/钠/钾/镁/钙等金属做负极，组成电池体系，进行充放电得到多孔金属，通过一步法制备即得到孔径流畅的多孔金属材料，得到的多孔金属结构可控且稳定，克服了传统方法制备得到的多孔金属内部结构的空隙不可控、内部含有许多无效孔、孔径的曲折因子大及流体通过的阻力大等缺陷，得到的多孔金属孔径较均一稳定，孔径大小在1～10μm范围内。
优选的，所述步骤(1)中的特定金属是Al、Ge、Sn、Sb、Zn、Co、Mn、Fe、Cr、V、Ti等。
优选的，所述步骤(1)中的ⅠA族、ⅡA族金属是Li、Na、K、Ca、Mg等。
优选的，所述步骤(1)中的电池的充放电次数是1-100次。
优选的，所述步骤(2)中的液体为水、酒精、甲醇、四氢呋喃、正己烷、甲苯、氯代苯、石油醚、吡啶、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈或苯甲腈中的一种或其混合物。
步骤(2)的液体对通电正极进行清洗、除杂，溶剂正极金属通孔中的杂质，得到单一多孔金属。
优选的，所述步骤(2)中的液体为酒精。
优选的，所述步骤(2)中的浸泡时间为0.5-24h。
优选的，所述步骤(2)中的烘干温度为40-100℃，烘干时间为1-24h。
此外，上述制备方法得到的多孔金属也在本发明的保护范围内。
优选的，上述多孔金属的孔径为1～10μm。
此外，多孔金属材料在能源、环保、冶金机械、电力电子、生物制药以及航空航天领域的应用也在本发明的保护范围内。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明选用金属做正极，锂/钠/钾/镁/钙等金属做负极，组成电池体系，进行充放电得到多孔金属，通过一步法制备即得到孔径流畅的多孔金属材料，制备方法简单，成本低，绿色环保。
(2)该方法制备得到的多孔金属结构可控且稳定，克服了传统方法制备得到的多孔金属内部结构的空隙不可控、内部含有许多无效孔、孔径的曲折因子大及流体通过的阻力大等缺陷，对于多孔金属的制备具有十分重要的意义。
附图说明
图1是实施例1样品的多孔铝。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。
实施例1：
取一定量的金属Al做正极，金属锂做负极，组成电池，进行放电10次，然后将放电后的Al放入酒精中浸泡1h，在50℃烘干。
实施例2：
取一定量的金属Al做正极，金属钠做负极，组成电池，进行放电50次，然后将放电后的Al放入酒精中浸泡2h，在50℃烘干。
实施例3：
取一定量的金属Al做正极，金属钠做负极，组成电池，进行放电100此，然后将放电后的Al放入酒精中浸泡2h，在100℃烘干。
实施例4：
取一定量的金属Sn做正极，金属锂做负极，组成电池，进行放电50次，然后将放电后的Sn放入酒精中浸泡1h，在50℃烘干。
实施例5：
取一定量的金属Sn做正极，金属钠做负极，组成电池，进行放电30次，然后将放电后的Sn放入酒精中浸泡2h，在50℃烘干。
实施例6：
取一定量的金属Sb做正极，金属锂做负极，组成电池，进行放电100次，然后将放电后的Sb放入酒精中浸泡1h，在50℃烘干。
实施例7：
取一定量的金属Sb做正极，金属钠做负极，组成电池，进行放电1次，然后将放电后的Sb放入酒精中浸泡2h，在50℃烘干。
实施例8：
取一定量的金属Ge做正极，金属锂做负极，组成电池，进行放电50次，然后将放电后的Ge放入酒精中浸泡1h，在50℃烘干。
实施例9：
取一定量的金属Ge做正极，金属钠做负极，组成电池，进行放电70次，然后将放电后的Ge放入酒精中浸泡2h，在50℃烘干。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型多孔金属的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)选用特定金属做正极，ⅠA族、ⅡA族金属做负极，组成电池体系，进行充放电；
(2)将放电后的正极放入液体中浸泡，烘干，即可得到多孔金属。
2.根据权利要求1所述的多孔金属的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的金属是Al、Ge、Sn、Sb、Zn、Co、Mn、Fe、Cr、V、Ti等。
3.根据权利要求1所述的多孔金属的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的ⅠA族、ⅡA族金属是Li、Na、K、Ca、Mg等。
4.根据权利要求1所述的多孔金属的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的液体为水、酒精、甲醇、四氢呋喃、正己烷、甲苯、氯代苯、石油醚、吡啶、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈或苯甲腈中的一种或其混合物。
5.根据权利要求4所述的多孔金属的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的液体为酒精。
6.根据权利要求1所述的多孔金属的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的浸泡时间为0.5-24h。
7.根据权利要求1所述的多孔金属的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的烘干温度为40-100℃，烘干时间为1-24h。
8.一种如权利要求1-7所述方法制备得到的多孔金属。
9.根据权利要求8所述的多孔金属，其特征在于，所述多孔金属的孔径为1～10μm。
10.如权利要求8所述的多孔金属材料在能源、环保、冶金机械、电力电子、生物制药以及航空航天领域的应用。
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