去合金化法制备纳米多孔钛及钛合金的研究进展(3)

2.2 催化领域

大量的理论研究表明，纳米多孔钛及钛合金在催化领域具有重要的潜在应用价值。例如，赵圆圆等[19]制备的纳米多孔PtTiCu催化剂不仅比Pt/C催化剂具有更高的电催化氧化甲醇、甲酸和乙醇的性能，还有更好的抗Co中毒能力和稳定性。除此之外，钛可以对铂产生轻微的电子改性，从而提高氧化还原性。Duan等[20]通过去合金化法制备的分层多孔Pt75Ti25，与纳米多孔Pt和商业Pt/C催化剂相比，催化性能更加优越。该催化剂不仅催化活性高、结构稳定、成本低，而且无需有机溶剂即可制备。因此发展Pt-Ti纳米催化剂有望获得较高的氧化还原性能[38]，在清洁能源和环境应用领域具有广阔的应用前景。

2.3 其他领域

除了上述医用医学和催化剂应用之外，纳米多孔钛及钛合金在工程减震材料的价值也被研究者们所重视。NiTi形状记忆合金作为房屋，桥梁及高速列车等方面的减震材料，已经引起人们的关注，与其他减震材料相比，NiTi形状记忆合金具有更优异的机械性能，包括更优异的耐腐蚀性能及减震性能[39]。Guo等[23]通过去合金化法制备块体亚微米级多孔NiTi合金和亚微米级多孔NiTiNb，经过测试计算，去合金化制备的亚微米级多孔NiTi比粉末冶金工艺制备的多孔NiTi孔径分布更均匀，并且减震性能更加优越[40]，同时制得的亚微米级多孔NiTiNb比致密的NiTiNb合金减震性能高出50%。另外，在电极材料方面，纳米多孔钛及钛合金也发挥着较大的作用。又如，Chen等[26]将制得的纳米多孔钛材料进行阳极氧化及热处理，制得纳米多孔Ti/TiO2复合材料，其最高比电容可达35.5 F/g，大于TiO2纳米管的比电容(11.8 F/g)。因此，纳米多孔钛及钛合金在电极材料方面也具有良好的前景，具有重要的应用价值。

3 结 语

人们对于纳米多孔钛及钛合金的研究越来越深入，其制备方法也层出不穷。而去合金化法制备纳米多孔钛及钛合金工艺简单，操作方便，已经受到研究者们的广泛应用。但从总体来看，纳米多孔钛及钛合金的开发还不深入，存在很多问题，还需要做更多的工作：第一，现有的去合金化法注重于对其三维多孔结构的形成规律的分析，对于纳米多孔结构的形成机理多从扩散的角度予以解释，而对前驱体合金在去合金化过程中的晶体结构转变并没有太多深入的研究，对于多相合金和金属间化合物体系去合金化的机理也还处于初级阶段，还需要进一步的深入和开发。第二，化学腐蚀法操作简单，但相对于电化学腐蚀法，腐蚀的时间比较长，而且通过电化学腐蚀法所制备的多孔材料，孔径更小。然而，对于某些合金通过酸性或者碱性溶液的腐蚀，极易生成钛的氧化物，金属液法解决了这种弊端，可以选择性的去除钛基合金中的组元，成功的制备纳米多孔钛及钛合金。通过这种方法制备多孔材料还处于初级阶段，值得更深入的研究。第三，去合金化法制备纳米多孔钛及钛合金材料的制备工艺有待完善，进一步降低成本，扩大应用领域，是今后的发展方向。总之，纳米多孔钛及钛合金是一类密度非常低并且具有优良的抗腐蚀性能、生物相容性、力学性能的多孔金属材料，在生物医用材料、电池材料、催化性能等方面有广阔的应用前景。因此，对纳米多孔钛及钛合金进行研究开发有着重大的实际应用价值。

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文章来源：《功能材料与器件学报》 网址: http://www.gnclyqjxb.cn/qikandaodu/2021/0208/338.html