[發明專利]一種化學鍍鈷改性碳納米管的電磁屏蔽材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210043812.5
• 申請日: 2012-02-23
• 公開（公告）號: CN102634777A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 肇研;段躍新;李翔;孫健明;王琰;申雄剛;董麒;劉慕春
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C23C18/18
• 分類號: C23C18/18;C23C18/36;C04B35/628
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 姜榮麗

1.一種化學鍍鈷改性碳納米管的電磁屏蔽材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟一、多壁碳納米管的酸化預處理：

(a)取濃硫酸、濃硝酸按照體積比為3∶1進行混合，60～65℃添加多壁碳納米管，超聲攪拌回流4h以上，形成混合物；接著將混合物緩慢加入到去離子水中，真空抽濾，并用去離子水反復洗滌，直至溶液呈中性；

(b)將上述抽濾并洗滌之后的多壁碳納米管置于真空度為-0.1MPa、溫度為60～80℃條件下烘干，得到酸化預處理后的多壁碳納米管；

步驟二：多壁碳納米管的前處理：

(I)將氯化亞錫溶于質量百分數為37％的濃鹽酸中，再向其中加入去離子水配制成的敏化液，再向敏化液中加入酸化預處理之后的多壁碳納米管，在水浴溫度為60～65℃的條件下，超聲分散30～60min后真空抽濾待用，該過程被稱為敏化過程。

(II)將氯化鈀溶于質量百分數為37％的濃鹽酸中，加入敏化后的多壁碳納米管，并加入去離子水配制成活化液，再將配制好的活化液在水浴溫度為60～65℃的條件下，超聲分散30～60min，該過程被稱為活化過程；

(III)活化反應結束后，真空抽濾，并用去離子水清洗至中性，然后將經過活化處理的多壁碳納米管放入烘箱內，在真空度為-0.1MPa、溫度為60℃～80℃條件下真空烘干，備用；

步驟三：多壁碳納米管的化學鍍鈷：

(i)將檸檬酸三鈉溶入去離子水中，之后依次加入主鹽七水合硫酸鈷、還原劑次亞磷酸鈉，加入去離子水配制成化學鍍液，加入氨水調節化學鍍液的pH值，使化學鍍液的pH值為11.0，最后加入前處理之后的多壁碳納米管；化學鍍液中各成份的添加比例為：每1.00g前處理后的多壁碳納米管，加96.25g檸檬酸三鈉，8.45g七水合硫酸鈷，85.00g次亞磷酸鈉，兩次去離子水總量為2500ml，其中第一次加入的去離子水的量滿足可以溶解檸檬酸三鈉的要求；

(ii)將化學鍍液置于超聲分散儀中，超聲攪拌、水浴溫度60～65℃條件下反應30min以上，在化學鍍的反應過程中不斷測量并調節化學鍍液的pH值，使其穩定在10.0～11.0之間，反應過程中間歇加入手動攪拌，直至反應結束；

(iii)化學鍍反應結束后，真空抽濾，并用去離子水反復洗滌至中性，然后將化學鍍后的多壁碳納米管放入烘箱中在真空度為-0.1MPa、60℃～80℃條件下真空干燥，即得到化學鍍鈷改性碳納米管的電磁屏蔽材料。

2.根據權利要求1所述的化學鍍鈷改性碳納米管的電磁屏蔽材料的制備方法，其特征在于：步驟一(a)中濃硫酸和濃硝酸添加的比例為：每1.00g多壁碳納米管，加75ml濃硫酸，25ml濃硝酸。

3.根據權利要求1所述的化學鍍鈷改性碳納米管的電磁屏蔽材料的制備方法，其特征在于：步驟二(I)中氯化亞錫和濃鹽酸的添加比例為：每1.00g多壁碳納米管，加37.50g氯化亞錫，25ml濃鹽酸。

4.根據權利要求1所述的化學鍍鈷改性碳納米管的電磁屏蔽材料的制備方法，其特征在于：步驟二(II)中氯化鈀和濃鹽酸的添加比例為：每1.00g多壁碳納米管，加0.50g氯化鈀，63ml濃鹽酸。

5.根據權利要求1～4任意一項權利要求所述的化學鍍鈷改性碳納米管的電磁屏蔽材料的制備方法，其特征在于：還包括熱處理的步驟，熱處理條件為：氬氣保護條件下在700℃退火熱處理1h。

6.應用權利要求1中所述的方法制備得到的化學鍍鈷改性碳納米管的電磁屏蔽材料，其特征在于：多壁碳納米管表面有金屬鈷顆粒包覆，化學鍍鈷改性多壁碳納米管電磁屏蔽材料為硬磁材料，飽和磁化強度達到37.31emu/g，矯頑力數值為357.2Oe，鍍層Co的晶型為HCP晶型。

7.根據權利要求6所述的化學鍍鈷改性碳納米管的電磁屏蔽材料，其特征在于：化學鍍鈷改性碳納米管的電磁屏蔽材料進行700℃退火熱處理后，電磁屏蔽材料中鍍層金屬的結晶度提高，飽和磁化強度達到60.25emu/g，鍍層Co的晶型由HCP晶型轉變成了FCC晶型。