本发明公开了一种在Ti?Ag非晶合金带或是合金片上采用等离子体氮化结合恒电压去合金法制备氮化纳米多孔Ti?Ag的方法，目的是提供一种新型的氮化钛电极催化剂。实验采用双层辉光等离子体氮化工艺对Ti?Ag非晶合金带或是合金片进行等离子体氮化；再采用传统的电化学三电极体系，以硝酸溶液作为电解质溶液，采用Gamry Reference 600电化学工作站对非晶合金条带或是合金片施加恒电压进行恒电压电化学腐蚀，从而制备出孔隙分布均匀的纳米多孔结构。本发明实施费用低，操作简便，可控性强，重复性好，反应温度低，是一种高效经济的合成方法。
1.一种氮化纳米多孔Ti-Ag的制备方法，采用快速凝固、吹铸、双层辉光等离子体氮化与去合金化相结合的方法，其特征是包括以下步骤：（1）将纯Ti与纯Ag加热熔化后，浇铸成铸锭；
（2）将获得的合金铸锭加热到熔融状态，利用惰性气体将合金液快速吹出，使熔融的液态金属在高速旋转的铜锟上快速凝固，制备出合金带，或是将液态金属直接吹入铜模中，获得合金片；
(3) 将获得的合金带或是合金片双层辉光等离子体氮化；双层辉光等离子体氮化工艺是将预处理后的合金带或是合金片置入等离子氮化炉中，通入氩气，在气压为30～50Pa下，调节电压450～650V，溅射清洗后，再通入氮气或氨气，增压至300～450Pa后，控制氩气和氮气体积比为0.2～1或者氩气和氨气体积比为0.5～1，在工作电压为600～850V，工作温度为
300～500℃下对合金带或是合金片表面进行离子氮化，保温1～2小时后，在合金带或是合金片表面生成成分梯度变化的Ti-Ag-N改性层；
（4）将氮化后的合金带或是合金片，放入酸性溶液中腐蚀：腐蚀后将获得的氮化纳米多孔Ti-Ag条带或是片状的氮化纳米多孔Ti-Ag用蒸馏水反复冲洗至溶液呈中性；最后放入真空箱中于 80～200℃干燥1～4小时，得到纳米多孔氮化钛银条带或是片状的纳米多孔氮化钛银。
2.根据权利要求1所述的一种氮化纳米多孔Ti-Ag的制备方法，其特征在于：母合金是由Ti和Ag两种元素组成，以金属元素的原子百分比来计算，Ag的含量为40～70%，其余为Ti；
步骤2中的惰性气体为氩气或者氮气中的一种，惰性气体压力为0.05～1MPa，制备的Ti-Ag合金带的冷却速率为102～106K/s。
3.根据权利要求1所述的一种氮化纳米多孔Ti-Ag的制备方法，其特征在于，双层辉光等离子体氮化工艺是在设置有石墨电极的离子氮化炉中通入氩气，在气压为45Pa，电压为
500V下溅射清洗后，再通入氮气，控制氩气和氮气的体积比为0.5，增压至350Pa，调节电源电压为750V，调节石墨极电压550V，保持温度为400℃，对合金带或是合金片表面进行离子氮化，保温1小时，在合金带表面生成成分梯度变化的Ti-Ag-N改性层。
4.根据权利要求1所述的一种氮化纳米多孔Ti-Ag的制备方法，其特征在于，双层辉光等离子体氮化工艺特征是在设置有石墨电极的离子氮化炉中通入氩气，在气压为35Pa，电压为550V下溅射清洗后，再通入氨气，控制氩气和氨气的体积比为0.8，增压至400Pa，调节电源电压为600V，调节石墨极电压450V，保持温度为350℃，对合金带或是合金片表面进行离子氮化，保温1.5小时，在合金片表面生成成分梯度变化的Ti-Ag-N改性层。
5.根据权利要求3或4所述的一种氮化纳米多孔Ti-Ag的制备方法，其特征在于，等离子氮化工艺特征在于石墨电极是网状、隔栅状或者是平板状的海绵型多孔石墨电极。
6.根据权利要求 1~4任一项所述的一种氮化纳米多孔Ti-Ag的制备方法，其特征是步骤 4中，用酸浸泡氮化结束的合金带或是合金片，所述的酸为20-40 wt. %的硝酸溶液。
一种氮化纳米多孔Ti-Ag的制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于纳米材料制备领域，具体涉及一种利用双层辉光等离子体氮化与去合金法制备氮化纳米多孔Ti-Ag的方法。
背景技术
[0002] 纳米多孔金属材料属于纳米材料中的一种，它作为一种金属材料具有和普通金属材料一样的基本属性，例如：高导电率、高导热率、抗腐蚀性以及抗疲劳性等；但是其纳米级的尺寸又使它具有不同于普通金属材料的特殊性，例如：较小的相对密度、大的比表面积以及具有和其它纳米材料一样的表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等。纳米多孔金属材料的这些独特性能使它在诸多方面都得到了广泛的应用，比如在电子、光、磁、传感、热交换、表面等离子体共振等方面都有着巨大的应用前景。纳米多孔金属材料的应用潜力吸引了越来越多的研究人员对它展开深入的探索和研究，目前已经成功的制备出了纳米多孔金、纳米多孔铜、纳米多孔钯、纳米多孔铂等纳米多孔结构金属。但是因为所采用的原始合金材料大多为晶态的，不是所有的金属元素都可以熔合成固溶体，这极大限制了新型纳米多孔结构的开发。基于对上述缺陷的考虑，选择了非晶态的Ti- Ag合金，并利用双层辉光等离子体氮化与去合金法制备纳米多孔Ti- Ag合金带或是合金片。等离子氮化能有效提高多孔Ti-Ag合金的硬度同时增强Ti-Ag合金的耐腐蚀性能。同时，本发明中采用比表面积大、导电导热能力高的石墨电极可以有效地Ti-Ag 合金的导电率和导热率。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种利用双层辉光等离子体氮化与去合金法制备氮化纳米多孔Ti-Ag合金带或是合金片的方法，解决了现有技术无法有效地合成出氮化纳米多孔Ti-Ag合金带或是合金片或制备出的氮化纳米多孔Ti-Ag合金带或是合金片孔比表面积小、孔占有空间小，无法在实际中得到应用的技术问题。
[0004] 本发明采用的技术方案为，一种氮化纳米多孔Ti-Ag的制备方法，采用快速凝固、吹铸、双层辉光等离子体氮化与去合金化相结合的方法，包括以下步骤：
[0005] （1）将纯Ti与纯Ag加热熔化后，浇铸成铸锭；
[0006] （2）将获得的合金铸锭加热到熔融状态，利用惰性气体将合金液快速吹出，使熔融的液态金属在高速旋转的铜锟上快速凝固，制备出合金带，或是将液态金属直接吹入铜模中，获得合金片；
[0007] (3) 将获得的合金带或是合金片双层辉光等离子体氮化；双层辉光等离子体氮化工艺是将预处理后的合金带或是合金片置入等离子氮化炉中，通入氩气，在气压为30～50Pa下，调节电压450～650V，溅射清洗后，再通入氮气或氨气，增压至300～450Pa后，控制氩气和氮气体积比为0.2～1或者氩气和氨气体积比为0.5～1，在工作电压为600～850V，工作温度为300～500℃下对合金带或是合金片表面进行离子氮化，保温1～2小时后，在合金带或是合金片表面生成成分梯度变化的Ti-Ag-N改性层；
[0008] （4）将氮化后的合金带或是合金片，放入酸性溶液中腐蚀：腐蚀后将获得的氮化纳米多孔Ti-Ag条带或是杆状和片状的氮化纳米多孔Ti-Ag用蒸馏水反复冲洗至溶液呈中性；最后放入真空箱中于 80～200℃干燥1～4小时，得到氮化纳米多孔Ti-Ag条带或是片状的氮化纳米多孔Ti-Ag。
[0009] 本发明所述双层辉光等离子体氮化技术中使用的各项工艺参数使得合金带或是合金片表面生成成分梯度变化的Ti-Ag-N改性层，为最终获得纳米多孔氮化钛条带或片状的纳米多孔氮化钛起到了关键作用；在酸性溶液中腐蚀以及真空箱中的保存条件为最终获得纳米多孔氮化钛条带或是片状的纳米多孔氮化钛提供了技术保证。
[0010] 本发明的有益效果是 ：本发明将双层辉光等离子体氮化工艺引入Ti-Ag合金带或是合金片的表面改性，双层辉光等离子体氮化技术是双层辉光离子渗金属技术的延伸，对Ti-Ag合金带或是合金片表面进行等离子氮化后，制得成分梯度变化的Ti-Ag-N改性层，进一步拓宽了双层辉光等离子体氮化工艺的应用领域。本发明能有效地制备出孔径小，孔占有空间大，孔的比表面积大的氮化纳米多孔Ti-Ag条带或是片状的氮化纳米多孔Ti-Ag，为氮化纳米多孔Ti-Ag条带或是片状的氮化纳米多孔Ti-Ag在储氢、燃料电池、光催化裂解水、紫外探测与传感器以及非线性光学等领域的应用及其推动这些领域的技术进步提供了良好的基础。
具体实施方式
[0011] 一种氮化纳米多孔Ti-Ag的制备方法，采用快速凝固、吹铸、双层辉光等离子体氮化与去合金化相结合的方法，包括以下步骤：
[0012] （1）将纯Ti与纯Ag加热熔化后，浇铸成铸锭；
[0013] （2）将获得的合金铸锭加热到熔融状态，利用惰性气体将合金液快速吹出，使熔融的液态金属在高速旋转的铜锟上快速凝固，制备出合金带，或是将液态金属直接吹入铜模中，获得合金片；
[0014] (3) 将获得的合金带或是合金片双层辉光等离子体氮化；双层辉光等离子体氮化工艺是将预处理后的合金带或是合金片置入等离子氮化炉中，通入氩气，在气压为30～50Pa（可选择30Pa、35Pa、40Pa、45Pa、50Pa）下，调节电压450～650V（可选择450V、500V、
550V、600V、650V），溅射清洗后，再通入氮气或氨气，增压至300～450Pa（可选择300Pa、
350Pa、400Pa、450Pa）后，控制氩气和氮气体积比为0.2～1（可选择0.2、0.4、0.6、0.8、1）或者氩气和氨气体积比为0.5～1（可选择0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1），在工作电压为600～850V（可选择600V、650V、700V、750V、800V、850V），工作温度为300～500℃（可选择300℃、350℃、
400℃、450℃、500℃）下对合金带或是合金片表面进行离子氮化，保温1～2小时（可选择1小时，1.5小时，2小时）后，在合金带或是合金片表面生成成分梯度变化的Ti-Ag-N改性层；
[0015] （4）将氮化后的合金带或是合金片，放入酸性溶液中腐蚀：腐蚀后将获得的氮化纳米多孔Ti-Ag条带或是杆状和片状的氮化纳米多孔Ti-Ag用蒸馏水反复冲洗至溶液呈中性；最后放入真空箱中于 80～200℃（可选择80℃、120℃、160℃、200℃）干燥1～4小时（可选择
1小时、2小时、3小时、4小时），得到氮化纳米多孔Ti-Ag条带或是片状的氮化纳米多孔Ti-Ag。
[0016] 母合金是由Ti和Ag两种元素组成，以金属元素的原子百分比来计算，Ag的含量为
