CN106048705B - 泡沫铬及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种泡沫铬，其包括铬骨架以及位于所述铬骨架内部且彼此贯通的多个孔室。根据本发明的泡沫铬是一种兼具高化学稳定性、高硬度、大比表面积、质轻、隔热性能好、隔音性能好等特点的全新的材料。本发明还公开了上述泡沫铬的制备方法，包括步骤：A、将含铬固体置于酸性电解液中；B、对所述含铬固体进行电蚀刻，以形成铬骨架及位于所述铬骨架内部且彼此贯通的多个孔室。根据本发明的制备方法以酸性电解液为介质，即可简单地通过电蚀刻制备得到上述泡沫铬；所述制备方法采用的原料廉价易得，制备工艺快速简单。

Description

泡沫铬及其制备方法
技术领域
本发明属于多孔材料技术领域，具体地讲，涉及一种泡沫铬及其制备方法。
背景技术
金属铬具有高熔点、高抗氧化性及高防腐性能等诸多特性，金属铬的密度为7.2g/cm3，熔点为1857℃，沸点在2480℃以上。同时金属铬具有较大的硬度，其布氏硬度可达500kg/cm2～900kg/cm2，莫氏硬度可达9.0，与刚玉相当，仅次于金刚石。金属铬因其高化学稳定性及高硬度的特性，在特殊材料、防腐和航空航天等领域中有着独特的地位。
但金属铬在一般的应用中，均作为一种块体金属材料，其密度较大，且比表面积较小，这些不足均限制了其应用；因此，若能够将上述具备高硬度、高化学稳定性等特点的金属铬制备成质轻、比表面积大的多孔材料，将是对多孔材料领域的一次重要贡献。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种泡沫铬及其制备方法，该泡沫铬不仅保留了金属铬的高化学稳定性、高硬度等特性，还兼具大比表面积、质轻、隔热性能好、隔音性能好等特点，且该制备方法简单，易于制备。
为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种泡沫铬，包括铬骨架以及位于所述铬骨架内部且彼此贯通的多个孔室。
本发明的另一目的还在于提供一种如上所述的泡沫铬的制备方法，包括步骤：A、将含铬固体置于酸性电解液中；B、对所述含铬固体进行电蚀刻，以形成铬骨架及位于所述铬骨架内部且彼此贯通的多个孔室。
进一步地，在所述步骤B中，采用方波电位法对所述含铬固体进行电蚀刻。
进一步地，采用方波电位法对所述含铬固体进行电蚀刻时，工作电极为所述含铬固体，对电极的材料选自不锈钢、铅、钛合金、金、铂中的任意一种。
进一步地，采用方波电位法对所述含铬固体进行电蚀刻时，电位上限为0.5V～6V，电位下限为-6V～3V，方波频率为0.01Hz～1000Hz，电蚀刻的时间为10s～600min，所述酸性电解液的温度为20℃～100℃；其中，所述电位上限和所述电位下限均以饱和甘汞电极作为参比电极进行测定时获得。
进一步地，所述酸性电解液选自硫酸水溶液、盐酸水溶液、硝酸水溶液、磷酸水溶液、柠檬酸水溶液、醋酸水溶液、抗坏血酸水溶液中的任意一种或至少两种的混合。
进一步地，所述酸性电解液的pH为0～3。
进一步地，对所述含铬固体进行电蚀刻时，所述酸性电解液呈流动状态。
进一步地，所述酸性电解液流动时的流量不超过10m3/h。
本发明以酸性电解液为介质，即可简单地通过电蚀刻制备得到泡沫铬，从而获得一种兼具高化学稳定性、高硬度、大比表面积、质轻、隔热性能好、隔音性能好等特点的全新的材料。与此同时，根据本发明的泡沫铬的制备方法采用的原料廉价易得，制备工艺快速简单。
附图说明
通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：
图1是根据本发明的实施例1的泡沫铬的SEM照片；
图2是图1中A区域的局部放大图。
具体实施方式
以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
本发明公开了一种泡沫铬，其包括铬骨架以及位于该铬骨架内部且彼此贯通的多个孔室。
所述泡沫铬不仅具有块体的金属铬所具备的高化学稳定性、高硬度等特性，还兼具大比表面积、质轻、隔热性能好、隔音性能好等特点，是一种全新的材料，其可应用在隔热材料、隔音材料等领域，或作为其他材料的载体等。
以下，将对本发明的上述泡沫铬的制备方法进行详细的描述，根据本发明的泡沫铬的制备方法具体参照如下步骤：
在步骤一中，将含铬固体置于酸性电解液中。
具体地，含铬固体可以是铬片、铬板、铬块，也可以是镀在电极表面的铬膜层；而所述酸性电解液包括但不限于硫酸水溶液、盐酸水溶液、硝酸水溶液、磷酸水溶液、柠檬酸水溶液、醋酸水溶液、抗坏血酸水溶液中的任意一种，或是上述至少两种的混合溶液，只需保证该酸性电解液的pH值控制在0～3的范围内即可。
在步骤二中，对所述含铬固体进行电蚀刻，以形成铬骨架及位于该铬骨架内部且彼此贯通的多个孔室。
在本实施例中，采用方波电位法对所述含铬固体进行电蚀刻。具体地，采用三电极体系，以所述含铬固体为工作电极，以饱和甘汞电极作为参比电极，以不锈钢、铅、钛合金、金、铂中的任意一种作为对电极的材料。
更为具体地，接通各电极，且对工作电极施加方波电位；当以饱和甘汞电极作为参比电极时，电位上限控制为0.5V～6V，电位下限控制为-6V～3V，方波频率控制为0.01Hz～1000Hz，电蚀刻的时间为10s～600min，酸性电解液的温度为20℃～100℃。
优选地，在对所述含铬固体进行电蚀刻时，使得酸性电解液保持流动状态；也就是说，保证用于盛装酸性电解液的容器具有用于流入和流出酸性电解液的通道。如此，一方面可以加快工作电极表面上氢离子的补充，另一方面还可以冲走工作电极表面生成的反应产物。一般地，控制所述酸性电解液流动时的流量不超过10m3/h即可。
以下，将参照具体的实施例对根据本发明的泡沫铬的制备方法进行详细的描述，为方便对各实施例进行对比，以表格的形式分析对比各实施例。实施例1-4中的泡沫铬在不同实验参数下的对比结果如表1所示。
表1实施例1-4中的泡沫铬在不同实验参数下的对比结果
注：表1中，“——”表示没有，即酸性电解液不流动。
对实施例1制备得到的泡沫铬进行了扫描电镜测试(简称SEM)，测试结果如图1和图2所示。从图1中可以看出，实施例1制备得到的泡沫铬的表面呈蜂窝状，放大其中的A区域获得图2；在图2中可以看到，该泡沫铬包括铬骨架以及位于该铬骨架内部且彼此贯通的多个孔室，很显然，在图2中，孔室较大，导致铬骨架较为零散，从而使得形成的泡沫铬在更大倍数的镜头下呈现絮状，具有较大的比表面积。
虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。

Claims (8)

1.一种泡沫铬的制备方法，所述泡沫铬包括铬骨架以及位于所述铬骨架内部且彼此贯通的多个孔室；其特征在于，包括步骤：
A、将含铬固体置于酸性电解液中；
B、对所述含铬固体进行电蚀刻，以形成铬骨架及位于所述铬骨架内部且彼此贯通的多个孔室。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤B中，采用方波电位法对所述含铬固体进行电蚀刻。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，采用方波电位法对所述含铬固体进行电蚀刻时，工作电极为所述含铬固体，对电极的材料选自不锈钢、铅、钛合金、金、铂中的任意一种。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，采用方波电位法对所述含铬固体进行电蚀刻时，电位上限为0.5V～6V，电位下限为-6V～3V，方波频率为0.01Hz～1000Hz，电蚀刻的时间为10s～600min，所述酸性电解液的温度为20℃～100℃；其中，所述电位上限和所述电位下限均以饱和甘汞电极作为参比电极进行测定时获得。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述酸性电解液选自硫酸水溶液、盐酸水溶液、硝酸水溶液、磷酸水溶液、柠檬酸水溶液、醋酸水溶液、抗坏血酸水溶液中的任意一种或至少两种的混合。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述酸性电解液的pH为0～3。
7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，对所述含铬固体进行电蚀刻时，所述酸性电解液呈流动状态。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述酸性电解液流动时的流量不超过10m3/h。
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