微纳结构叠氮化铜的制备及性能研究(3)
图1.1 固-气共晶凝固法制备的多孔铜剖面及表面孔形貌
1.2.2 氢气泡动态模板法制备多孔铜
利用模板法来制备的多孔材料，其材料具有的孔径、孔间距、孔洞分布等宏观形貌特征，而这些特征由模板的基本形貌所决定。氢气泡模板法以电沉积作用为原理，使得阴极表面铜离子和氢离子相继被还原析出。该作用下在析出的氢气泡可作为一种动态模板：单质铜向下沉积，氢气泡向上析出，利用动态沉积的原理形成了三文网状结构的多孔铜。氢气泡模板法不仅用于沉积制备多孔铜，还可用于沉积多孔镍[9]、多孔铅[10]、多孔锡[11]等惰性金属材料[12]，用这种方法沉积制备的多孔金属薄膜都具有相似的三文孔洞特征[8]。
氢气泡模板法与常规模板法不同之处，在于利用氢气泡或氢气泡（流）作为动态模板，气泡模板自然溢出，操作简单、工艺环保。利用氢气泡占位，使得多孔铜沉积层形成了孔洞结构。动态模板决定了孔洞形态的任意性，最终导致多孔铜三文孔洞结构，而不是利用固-气共晶冷凝法制备多孔铜中的柱状孔具有一致的形貌。氢气泡模板法的氢气泡(流)往往决定多孔铜的孔径大小、孔径分布、孔间隙、孔洞均一性等宏观形貌。因此只要能影响氢气泡大小、逸出速率、气泡凝合率、电解液粘度的客观因素均会影响多孔铜沉积层的宏观孔径形貌[8]。
1.3 微结构含能材料的复合
1.3.1 多孔复合材料概述
多孔金属材料主要用于两个方面，一是作为工程材料使用，这类金属材料孔径处于微米级和毫米级之间，具有良好的机械强度及性能；二是作为载体使用的小孔径材料，因其孔径较小，具有较高的孔隙率和比表面积，工业上将粒状催化剂附着到金属骨架上的方法以提高其催化效率。近年来国内外的研究热点在于制备金属-有机物网状化合物(MOFs)[13][14]，附着在金属骨架上的有机化合物催化效率高、热稳定性好[8]。
1.3.2 内嵌氧化剂类复合含能材料概述
内嵌氧化剂复合含能材料，是一种由氧化剂和可燃物组成的新型含能材料，其可燃物具有多孔或中空的管状结构，该结构为氧化物建立一种模块母体，氧化剂可以用一定的工艺生长复合到可燃物之中。根据加工工艺和所具有成分的不同，这类含能材料既可以看作是普通的含能材料（仅利用其化学反应释放的能量作用），又可以用作电火工品的换能元（利用其金属可燃物的导电性作用）。用作换能元时，因其不仅发生化学反应放出的能量产，而且生焦耳热。所以同样单位质量下具有较大能量，作用时换能效率大大提高[15]。
1.4 本论文的主要工作
采用电化学沉积法，以一定浓度的硫酸铜和硫酸的混合溶液为基础镀液（或者含有EDTA、硫酸铵以及氯化钠等添加剂的混合液），以副反应当中生成的氢气泡为动力学模板制备多孔铜薄膜为基础，探究下一步制备叠氮化铜的合成工艺。因此本论文根据以下具体几个方面进行探究：
（1）多孔铜薄膜制备和表征；
（2）根据叠氮化反应机理设计一整套安全环保的实验及装置;
（3）多孔叠氮化铜含能薄膜的制备与性能研究。
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