本发明属于多孔金属材料制备技术领域，具体涉及一种多孔金属箔及其制备方法和应用。
背景技术：
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
多孔金属材料具有高的高的强度、低的密度、低的模量、高温抗氧化性、抗碳化和耐腐蚀性能，而且具有高的比表面、孔径大小连续可调、孔道结构规则有序等优点。因此被广泛的应用于环保、医药、冶金、石化、机械等行业的过滤、隔热、消音、催化等工艺中。
目前多孔材料的制备方法有模板法和腐蚀法等。常见的模板剂主要包括胶晶模板、细菌模板、非表面活性剂有机小分子模板、乳液模板、嵌段共聚物模板、表面活性剂模板等。腐蚀法常用酸或碱来刻蚀。这些方法中会用到污染性的化学物质，对环境造成危害，并且目前的制备过程复杂，成本较高。
技术实现要素：
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种多孔金属箔及其制备方法和应用。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
一种多孔金属箔的制备方法，具体步骤为：
将金属箔进入电镀液，通电在金属箔的表面形成电镀层；
将负载电镀层的金属箔置于真空炉中，对负载电镀层的金属箔在真空的条件下，依次进行两级升温处理得到多孔金属箔。
本发明的制备原理为：在金属箔的表面负载电镀层，通过电镀的过程使金属箔的表面负载得到金属单质层，然后通过真空处理过程，使金属单质层全部真空蒸发，得到具有空隙结构的多孔金属箔。现有的制备方法中真空处理过程的作用和形成多孔结构的方法不同，本申请的制备方法在金属箔上原位得到多孔结构，制备得到的多孔金属箔的孔径结构可控。
本发明中利用电镀和真空相结合的方法，可以在极低的温度下在金属箔的表面金属箔和电镀层结合形成合金，相比于利用高温熔融法形成的合金，条件和原理不同，降低成本。
作为本发明的一些实施例，电镀液由有机溶剂和金属盐溶液组成，金属盐溶液为锌盐、镁盐中的一种或多种。本发明中选择锌或镁金属元素的原因是锌或镁与金属箔的结合力较强，而且有利于控制金属层的厚度。
优选的，有机溶剂为甲醇、乙腈、四氢呋喃、二氯甲烷、乙二醇、乙醇、丙酮、异丙醇、二甲亚砜、碳酸丙烯酯中的一种或两种以上的混合物；进一步优选的，有机溶剂为乙二醇、碳酸丙烯酯、异丙醇、二甲亚砜、丙酮中的一种或多种。
优选的，锌盐为醋酸锌、氯化锌、柠檬酸锌、硝酸锌、葡萄糖酸锌、硫酸锌、高氯酸锌、三氟甲烷磺酸锌、磷酸锌中的一种或两种以上的混合物；进一步优选的，锌盐为氯化锌、柠檬酸锌、三氟甲烷磺酸锌中的一种或多种。
优选的，镁盐为硫酸镁、磷酸镁铵、硫代硫酸镁、磷酸镁、高氯酸镁、三氟甲磺酸镁、磷酸氢镁、葡萄糖酸镁、乙酸镁、硫酸镁中的一种或两种以上的混合物；进一步优选的，硫酸镁、乙酸镁中的一种或两种。
作为本发明的一些实施例，金属箔的材质为铜、铝、钛、镍或上述金属元素混合组成的混合物、不锈钢。
作为本发明的一些实施例，真空度等于或小于10pa。真空的另一方面好处是可以避免金属的氧化，提高电镀层的程度，在高的温度下处理，蒸发出的金属元素可以被直接利用，提高材料的利用率。
作为本发明的一些实施例，两级升温中的第一级升温的温度为100-350℃，保温的时间为0.5-4小时；第二级升温的温度为400-900℃，保温的时间为1-5小时。在两级升温处理的过程先进行第一级升温处理，然后进行第二级的升温处理，第一级升温处理的目的是在低温下形成合金层，相比于现有的制备合金的方法，该方法在真空下用极低的温度就可以制备得到合金；第一级升温处理的目的是蒸发出低熔沸点的金属，制备出多孔金属箔。发明人经过总结，在上述温度处理的条件下，提高形成的多孔结构的孔隙率。
第二方面，上述制备方法得到的多孔金属箔，金属箔的厚度为5-200μm，平均孔径为100nm-10μm。
第三方面，上述多孔金属箔在环保、医药、冶金、石化、机械等领域中的应用。
本发明的有益效果：
(1)本发明中，采用电镀法在金属箔的表面镀一层金属锌/镁，这种方法简单易行，易大规模生产；
(2)采用电镀和真空相结合的方法，在极低的温度下即可形成合金，与之前高温熔融形成合金的方法相比，该方法条件温和，对设备要求低，可以大幅度的降低成本，并且在真空条件和较低的温度下，合金不会被氧化。
(3)在高的温度和真空条件下，蒸发出锌/镁元素，可以避免金属的氧化，提高产物的纯度；并且蒸发出的锌/镁元素可以被直接回收利用，提高材料的利用率。
(4)通改变电镀的时间和电压电流等，可以控制金属锌/镁的量，进而调控产物的孔隙率，满足不同领域的需求。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为实施例1的多孔铜箔的xrd；
图2为实施例1多孔铜箔的sem；
图3为实施例1多孔铜箔的sem。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，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申请的示例性实施方式。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、器件、组件和/或它们的组合。下面结合实施例对本发明进一步说明
实施例1
一种多孔铜箔的制备方法：将铜箔放入20ml乙二醇和1.36g氯化锌组成的溶液中，以2ma·cm-2的电流密度电镀20min，得到一层金属锌，然后在真空条件下200℃加热3h，最后在600℃加热2h，即可制备出多孔铜箔。
图1是多孔铜箔的xrd。图2和图3是多孔铜箔的sem。说明高纯的、多孔的铜箔被合成。
实施例2
一种多孔铝箔的制备方法：将铜箔放入50ml碳酸丙烯酯和2.11g硫酸镁组成的溶液中，以5macm-2的电流密度电镀10min，得到一层金属镁，然后在真空条件下300℃加热2h，最后在800℃加1h，即可制备出多孔铝箔。
实施例3
一种多孔钛箔的制备方法：将铜箔放入100ml异丙醇和4.21g柠檬酸锌组成的溶液中，以0.8macm-2的电流密度电镀120min，得到一层金属锌，然后在真空条件下100℃加热4h，最后在500℃加热5h，即可制备出多孔钛箔。
实施例4
一种多孔镍箔的制备方法：将铜箔放入50ml二甲亚砜和3.56g乙酸镁组成的溶液中，以10macm-2的电流密度电镀5min，得到一层金属镁，然后在真空条件下350℃加热2h，最后在600℃加热3h，即可制备出多孔镍箔。
实施例5
一种多孔不锈钢箔的制备方法：将铜箔放入200ml丙酮和8.57g三氟甲烷磺酸锌组成的溶液中，以8macm-2的电流密度电镀40min，得到一层金属锌，然后在真空条件下200℃加热3.5h，最后在500℃加热2h，即可制备出多孔不锈钢箔。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种多孔金属箔的制备方法，其特征在于：具体步骤为：
将金属箔进入电镀液，通电在金属箔的表面形成电镀层；
将负载电镀层的金属箔置于真空炉中，对负载电镀层的金属箔在真空的条件下，依次进行两级升温处理得到多孔金属箔。
2.根据权利要求1所述的多孔金属箔的制备方法，其特征在于：电镀液由有机溶剂和金属盐溶液组成，金属盐溶液为锌盐、镁盐中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的多孔金属箔的制备方法，其特征在于：有机溶剂为甲醇、乙腈、四氢呋喃、二氯甲烷、乙二醇、乙醇、丙酮、异丙醇、二甲亚砜、碳酸丙烯酯中的一种或两种以上的混合物；优选的，有机溶剂为乙二醇、碳酸丙烯酯、异丙醇、二甲亚砜、丙酮中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的多孔金属箔的制备方法，其特征在于：锌盐为醋酸锌、氯化锌、柠檬酸锌、硝酸锌、葡萄糖酸锌、硫酸锌、高氯酸锌、三氟甲烷磺酸锌、磷酸锌中的一种或两种以上的混合物；优选的，锌盐为氯化锌、柠檬酸锌、三氟甲烷磺酸锌中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的多孔金属箔的制备方法，其特征在于：镁盐为硫酸镁、磷酸镁铵、硫代硫酸镁、磷酸镁、高氯酸镁、三氟甲磺酸镁、磷酸氢镁、葡萄糖酸镁、乙酸镁、硫酸镁中的一种或两种以上的混合物；优选的，硫酸镁、乙酸镁中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的多孔金属箔的制备方法，其特征在于：金属箔的材质为铜、铝、钛、镍或上述金属元素混合组成的混合物、不锈钢。
7.根据权利要求1所述的多孔金属箔的制备方法，其特征在于：真空度等于或小于10pa。
8.根据权利要求1所述的多孔金属箔的制备方法，其特征在于：两级升温中的第一级升温的温度为100-350℃，保温的时间为0.5-4小时；第二级升温的温度为400-900℃，保温的时间为1-5小时。
9.权利要求1-8任一所述的多孔金属箔的制备方法制备得到的多孔金属箔，金属箔的厚度为5-200μm，平均孔径为100nm-10μm。
10.权利要求9所述的多孔金属箔在环保、医药、冶金、石化、机械领域中的应用。
技术总结