金属湿凝胶、金属气凝胶及其冷冻制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及金属湿凝胶、金属气凝胶及其冷冻制备方法与应用，涉及金属凝胶技术领域。本发明专利技术的金属湿凝胶的冷冻制备方法，包括以下步骤：(1)在溶剂中加入金属盐前体、柠檬酸钠二水合物和还原剂得到溶液；所述溶液中金属盐前体的浓度低于5mM；(2)将所述溶液冷冻后解冻得到悬浮液，将所述悬浮液静置反应后洗涤，随后进行溶剂交换，得到湿凝胶。再将制得的金属湿凝胶冷冻干燥即可制得金属气凝胶。本发明专利技术可直接从稀的金属前体溶液中制得表面洁净、具有多级结构的多种金属气凝胶材料。同时，制备出的金属气凝胶材料具备高比表面积、多活性位点和催化性能优异等特性，对实现金属气凝胶材料在工业化工领域的应用具备积极的生产意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属凝胶，具体涉及金属湿凝胶、金属气凝胶及其冷冻制备方法与应用。

技术介绍

1、气凝胶是一类具备三维网络状结构、大比表面积和自支撑特性的多孔材料。自其发现以来，便被誉为“改变世界的神奇材料”，并创下了三项吉尼斯纪录。其历史可以追溯到1931年的二氧化硅气凝胶，随后，出现了氧化物、高分子、碳气凝胶等。进入21世纪，伴随纳米技术的兴起，以新型结构单元(如纳米碳、多孔高分子、金属硫族化合物等)构建的气凝胶不断涌现。这一系列具有独特性质的新材料已经在隔热保温、能源储存、催化、水处理、生物传感等诸多领域展现出巨大潜力。

2、金属气凝胶是一类完全由金属纳米结构组装而成的新型多孔材料，其结合了金属的独特物理化学性质与气凝胶的结构特点，可预见在催化、传感等领域拥有巨大应用前景。金属气凝胶发现距今仅有十余年，相关研究较少，在制备方面尚存在很多挑战性问题。如在专利cn113564630a中直接采用硼氢化钠等还原剂作用于金属盐的方法，虽然可获得金属气凝胶，但无法调控其多级结构。

3、为解决这些问题，一个策略是在其制备过程中引入外界物理场干预本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种金属湿凝胶的冷冻制备方法，其特征在于，所述湿凝胶的冷冻制备方法包括以下制备步骤：

2.根据权利要求1所述的一种金属湿凝胶的冷冻制备方法，其特征在于，所述金属盐前体、所述柠檬酸钠二水合物、所述还原剂的物质的量的比值为1：(0-10)：(3-30)。

3.根据权利要求2所述的一种金属湿凝胶的冷冻制备方法，其特征在于，所述溶剂包括溶剂A和溶剂B，所述溶剂A为水，所述溶剂B包括丙三醇、叔丁醇、乙醇、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、1，4-二氧六环中的至少一种；所述溶剂B的体积分数为0～80％。

4.根据权利要求2所述的一种金属湿凝胶的冷冻制备方法，其特...

【技术特征摘要】

1.一种金属湿凝胶的冷冻制备方法，其特征在于，所述湿凝胶的冷冻制备方法包括以下制备步骤：

2.根据权利要求1所述的一种金属湿凝胶的冷冻制备方法，其特征在于，所述金属盐前体、所述柠檬酸钠二水合物、所述还原剂的物质的量的比值为1：(0-10)：(3-30)。

3.根据权利要求2所述的一种金属湿凝胶的冷冻制备方法，其特征在于，所述溶剂包括溶剂a和溶剂b，所述溶剂a为水，所述溶剂b包括丙三醇、叔丁醇、乙醇、n，n-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、1，4-二氧六环中的至少一种；所述溶剂b的体积分数为0～80％。

4.根据权利要求2所述的一种金属湿凝胶的冷冻制备方法，其特征在于，所述金属盐前体包括四氯金酸三水合物、硝酸银、四氯钯酸钾、氯亚铂酸钾、三氯化钌、六氯铑酸铵、六氯锇铵、三氯化铱、氯化镍六水合物、氯化铜、氯化铁六水合物、氯化钴六水合物、氯化铋、硝酸铅中的至少一种；所述还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾、水合肼中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种金属湿凝胶的冷冻制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜然，孙晓玥，翁蓓蓓，崔乾，
申请(专利权)人：北京理工大学唐山研究院，
类型：发明
国别省市：