[發(fā)明專(zhuān)利]一種鎳磷/二硫化鉬析氫復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610247650.5
• 申請(qǐng)日: 2016-04-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105879891B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋來(lái)洲;石軒銘;閆佳蕓;牛麗靜;張英莉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J27/19
• 分類(lèi)號(hào): B01J27/19;C25B1/02;C25B11/06
• 代理公司: 秦皇島一誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)13116
• 代理人: 續(xù)京沙

1.一種鎳磷/二硫化鉬析氫復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

(1)層狀二硫化鉬微粒的制備：

①所用化學(xué)原料：

鉬酸銨、硫脲、去離子水，其用量有如下質(zhì)量比例關(guān)系：鉬酸銨：硫脲：去離子水＝1.4：0.3：20；

②層狀二硫化鉬微粒的制備：

首先將去離子水加入到容器中，然后依次將鉬酸銨和硫脲加入到去離子水中，磁力攪拌使其完全溶解，然后將溶液轉(zhuǎn)入不銹鋼反應(yīng)釜中，擰緊不銹鋼反應(yīng)釜的密封蓋，并將該反應(yīng)釜置于爐堂溫度為200℃的電爐中，在此溫度下使溶液中的鉬酸銨和硫脲水熱反應(yīng)24h；關(guān)閉電爐電源使其自然冷卻至室溫，之后打開(kāi)爐門(mén)將不銹鋼反應(yīng)釜從電爐中取出，打開(kāi)不銹鋼反應(yīng)釜的密封蓋，對(duì)反應(yīng)釜內(nèi)的溶液進(jìn)行離心分離，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為3000rpm/min，離心時(shí)間為10min，然后依次用無(wú)水乙醇和去離子水離心洗滌所得的二硫化鉬微粒各3次，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為3000rpm/min，離心時(shí)間為10min；之后將離心洗滌后的二硫化鉬微粒置于真空干燥箱中干燥處理15h，干燥溫度為60℃、真空度為0.05Mpa；最后將干燥后的固體研碎為超細(xì)粉末，制得平均粒徑為3μm的層狀二硫化鉬微粒；

(2)層狀二硫化鉬微粒的剝離：

①所用化學(xué)原料

步驟(1)制備的層狀二硫化鉬微粒、N,N-二甲基乙酰胺，其用量有如下質(zhì)量比例關(guān)系：二硫化鉬微粒：N,N-二甲基乙酰胺＝1：200；

②層狀二硫化鉬微粒的剝離處理：

首先將N,N-二甲基乙酰胺置于磨口錐形瓶?jī)?nèi)中，然后將層狀二硫化鉬微粒加入到錐形瓶?jī)?nèi)并蓋上玻璃塞子，置于功率為500W的超聲波清洗器中，超聲振蕩24h，使二硫化鉬微粒充分剝離，24h后關(guān)閉超聲波清洗器電源，制得剝離處理的二硫化鉬懸濁液；

(3)二硫化鉬微粒的敏化與活化處理：

①所用化學(xué)原料：

步驟(2)的二硫化鉬懸濁液、氯化亞錫、氯化鈀、質(zhì)量濃度為36％的濃鹽酸、去離子水；其用量有如下質(zhì)量比例關(guān)系：二硫化鉬懸濁液：氯化亞錫：氯化鈀：濃鹽酸：去離子水＝10：0.05：0.001：0.1：20；

②敏化與活化處理過(guò)程：

a、二硫化鉬微粒的敏化處理：首先分別量取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的去離子水和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％的濃鹽酸，并依次將其加入到容器中，攪拌均勻得鹽酸水溶液，然后將氯化亞錫加入到鹽酸水溶液中，攪拌使氯化亞錫充分溶解；之后將二硫化鉬懸濁液加入溶液中，并將此混合溶液置于500W的超聲波清洗器中進(jìn)行超聲處理，超聲振蕩時(shí)間為20min；之后將超聲處理后的混合溶液離心分離收集二硫化鉬微粒，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為3000rpm/min，離心時(shí)間為10min，并用去離子水離心洗滌敏化處理后的二硫化鉬微粒2次；

b、二硫化鉬微粒的活化處理：分別將剩余的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的去離子水和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％的濃鹽酸加入到容器中，攪拌、混合均勻得到鹽酸水溶液；之后將氯化鈀固體加入到鹽酸水溶液中，攪拌使氯化鈀充分溶解，得到氯化鈀溶液；然后將敏化處理后的二硫化鉬微粒加入到氯化鈀溶液中，將此混合溶液置于500W的超聲波清洗器中進(jìn)行超聲處理，超聲振蕩時(shí)間為20min；超聲處理處理后對(duì)混合溶液進(jìn)行離心分離收集二硫化鉬微粒，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為4000rpm/min，離心時(shí)間為10min，并用去離子水離心洗滌二硫化鉬微粒5次；

(4)化學(xué)鍍鎳磷鍍液的配制：

①所用化學(xué)原料：

硫酸鎳、次亞磷酸鈉、檸檬酸、丁二酸、乙酸鈉、氟化氫銨，上述各原料用量有如下質(zhì)量比例關(guān)系：硫酸鎳：次亞磷酸鈉：檸檬酸：丁二酸：醋酸鈉：氟化氫銨＝25～30：10～15：20～25：3～5：3～5：3～5；

②鍍液配制過(guò)程：

首先將硫酸鎳、檸檬酸、丁二酸、乙酸鈉、氟化氫銨依次加入到盛有1L去離子水的容器中，并將容器置于磁力攪拌器上，加熱使溶液的溫度為50～60℃，使加入的試劑完全溶解，再將次亞磷酸鈉加入到溶液中，攪拌使其溶解，將溶液溫度自然冷卻至室溫；然后用滴管將質(zhì)量百分濃度為25％的氨水溶液逐滴滴加到溶液中，磁力攪拌，并調(diào)整燒杯中溶液的pH值為4.4～4.8，再將溶液緩慢磁力攪拌20～30min，制得制備鎳磷鍍層所用的化學(xué)鍍液；

(5)鎳磷/二硫化鉬析氫復(fù)合材料的制備：

①所用原料：

步驟(3)的二硫化鉬微粒、步驟(4)配制的化學(xué)鍍鎳磷鍍液，上述原料用量有如下質(zhì)量比例關(guān)系：二硫化鉬微粒：化學(xué)鍍鎳磷鍍液＝1：150；

②二硫化鉬微粒表面鎳磷鍍層的沉積：

室溫下將二硫化鉬微粒加入到化學(xué)鍍鎳磷鍍液中，并將鍍液溫度自室溫升高至83～88℃；自二硫化鉬微粒加入到鍍液中始到施鍍結(jié)束的整個(gè)過(guò)程中，鍍液需攪拌，攪拌速率為150rpm/min，施鍍時(shí)間為40～60min，施鍍過(guò)程中鍍液溫度控制為83～88℃；施鍍結(jié)束后對(duì)鍍液進(jìn)行過(guò)濾，收集鎳磷/二硫化鉬微粒，并用去離子水離心洗滌鎳磷/二硫化鉬微粒3次，離心機(jī)轉(zhuǎn)速3000r/min，每次洗滌時(shí)間為10min，之后將洗滌后的鎳磷/二硫化鉬微粒置于真空干燥箱中干燥處理12h，干燥溫度為60℃、真空度為0.05MPa；

③鎳磷/二硫化鉬微粒的熱處理：

將干燥處理后的鎳磷/二硫化鉬微粒置于管式電爐中熱處理，熱處理溫度為360～400℃，熱處理時(shí)間為150～180min，自鎳磷/二硫化鉬微粒置于管式電爐中始到熱處理結(jié)束關(guān)閉電爐電源的整個(gè)過(guò)程中，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，氮?dú)獾牧魉贋?0mL/min；待熱處理所需時(shí)間滿足后，關(guān)閉電爐電源使電爐自然冷卻，此時(shí)將氮?dú)獾牧魉僬{(diào)整為20mL/min，待電爐爐膛溫度冷卻至室溫時(shí)，首先關(guān)閉氮?dú)膺M(jìn)氣閥，然后將鎳磷/二硫化鉬固體顆粒自管式電爐中取出，將其研碎為細(xì)小粉末，即得到平均粒徑為8μm的鎳磷/二硫化鉬析氫復(fù)合材料。