纳米多孔铜银双金属及复合材料调控制备与催化性能研究.pdf

摘要

纳米多孔金属材料作为一种新型的金属功能材料，具有优异的性能，高比表面积、

高导电性能使得其在催化、传感器等领域具有广泛的应用。非晶合金因没有晶界等缺

陷和成分均匀可调的优点而被选择应用在制备纳米多孔金属材料的前驱体中。本论文

在Ti-Cu二元非晶合金的研究基础上制备了Ti60Cu38Ag2三元非晶合金，将其作为前驱

体制备了纳米多孔铜银双金属材料（NP-CuAg），以制备的纳米多孔金属材料作为基

底，通过阳极氧化工艺、“氨水浸泡+热处理”工艺制备了复合材料，并通过电化学测

试、光催化测试研究了其在电催化、光催化领域的应用，可为进一步探究纳米多孔金

属材料的工业化应用方面提供理论研究基础。

（1）将Ti60Cu38Ag2三元非晶合金采用脱合金法制备了纳米多孔铜银双金属材料

（NP-CuAg）。研究了脱合金腐蚀试剂的浓度、脱合金时间、脱合金温度参数对纳米

多孔铜银双金属的形貌和孔径尺寸的影响，确定了在0.030MHF、90min、（23±2）℃

条件下可制备出机械性能良好、孔径均匀的纳米多孔铜银双金属材料。

（2）将制备的脱合金样品作为阳极，在0.5MNaOH溶液中通过一步阳极氧化工

艺在NP-CuAg表面原位生长出AgO-Cu(OH)纳米线，探究了氧化电压和时间对AgO-

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Cu(OH)纳米线的微观形貌和化合物组成的影响。所制备的NP-CuAg/AgO-Cu(OH)

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复合材料作为无酶葡萄糖电催化氧化的工作电极，研究发现在0.9V-30min阳极氧化

条件下制备的复合电极具有最优异的电催化性能，线性检测范围宽为0.01-10mM，灵

敏度达2.80mA·cm-2·mM-1（0.01-0.48mM）、1.15mA·cm-2·mM-1（0.48-5mM）和1.03

mA·cm-2·mM-1（5-10mM），抗干扰性能强，储存两周后复合电极的灵敏度仍保持在

93.7%，可作为无酶葡萄糖传感器材料。

（3）将制备的脱合金样品浸泡在氨水中，再经过热处理，利用“氨水浸泡+热处

理”工艺在NP-CuAg表面生长出AgO-CuO纳米矩阵，探究了氨水浓度和浸泡时间对

样品微观形貌的影响，并将样品作为光催化的材料。结果表明在0.024M氨水中浸泡

24h再经过热处理得到的NP-CuAg/AgO-CuO复合材料的光催化性能最优，降解效率

为89.2%，经过5次循环后其降解效率仍达82.1%。并进一步将上述复合材料与g-CN

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经过煅烧制备出NP-CuAg/AgO-CuO/g-CN复合材料，其降解效率达91.8%，经过5

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次循环后降解效率仍达87.0%，光催化降解有机污染物性能良好。

关键词：非晶合金；纳米多孔；脱合金；复合材料；催化性能

I

II

ABSTRACT

Nanoporousmetalmaterials,asanewtypeofmetalfunctionalmaterials,haveexcellent

performanceasbothmetalmaterialsandporousmaterials.Itslargespecificsurfaceareaand

highconductivitymakeithavebroadmarketapplicationpotentialinfieldssuchascatalysis

andsensors.Amorphousalloyshavebeens