[發明專利]一種超黑納米柱狀Co及其制備方法

有效

• 申請號: 201710003629.5
• 申請日: 2017-01-05
• 公開（公告）號: CN106834763B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 曾宇喬;盧倩文;楊志;丁雪卉;鄭云西;莫丹;邵起越;張旭海;陳龍;蔣建清
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22F1/16;C23F1/30;B82Y40/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種超黑納米柱狀鈷及其制備方法，屬于納米材料制備技術領域，其中包括：1)合成Co含量在10?20at％，CoMn預合金熔液,并在1300攝氏度以上熔液進行快淬獲得單相合金；2)將4?30攝氏度條件下，將CoMn預合金置于體積濃度為5％?15％的鹽酸溶液中靜置50?180分鐘進行脫合金處理；3)將脫合金完的產物取出，分別依次在體積濃度為0.1％，0.01％的鹽酸溶液中進行漂洗，時間不超過10秒，再在超純水中漂洗，時間不超過30s；將漂洗后的產物取出，在惰性氣體保護條件下進行干燥即可獲得超黑納米柱狀鈷。

技術領域

本發明屬于納米材料制備技術領域，具體涉及超黑納米柱狀Co及其制備方法。

背景技術

黑色物體相對其它顏色物體對光的反射率較低，對光的吸收能力較強，因此被廣泛應用于太陽能轉換、天文望遠鏡、傳感器及軍事設施及器件。對一定范圍內的入射光線反射率低于1％，吸收率高于99％的黑色材料成為超黑材料。由于其極低的反射率，引起了極大的關注。經典的超黑材料為鐵磷合金，其制備方法是在材料表面沉積鐵磷合金，再進行粗糙處理以在表面形成網狀不規則突起。該種材料在350-700nm范圍內的反射率可達1％以下，吸波范圍較小。最新研發出的超黑Vantablack則由垂直排列的碳納米管組成，其反射率可達0.5以下，但其制備成本很高。其它超黑材料器件還包括生物模板法、氣相沉積等方法制備的非晶碳、晶黑硅等陣列狀材料。上述方法制備的材料大多存在成本高，無法進行大規模生產及吸波范圍有限等缺點。而本發明采用脫合金法制備超黑材料，制備方法簡單易行。獲得的產品為具有納米柱的Co，成品具有價格低廉，光吸收范圍廣的優點。

發明內容

技術問題：本發明的目的在于提供超黑納米柱狀Co及其制備方法，該制備方法簡單，采用其制備的超黑納米柱狀Co具有陣列柱狀的形態特征；本發明的另一目的在于提供該方法制備的超黑納米柱狀Co，該材料具有光吸收范圍廣的優點。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

黑納米柱狀Co的制備方法，包括如下步驟：

1)將純度在99％以上的Co和Mn純金屬混合后通過感應加熱獲得均勻金屬熔液后進行快淬，獲得單一相結構的CoMn預合金；其中，原材料純金屬原子百分比為Co含量10-20at％，Mn含量80-90at％；感應加熱溫度不高于1800攝氏度，加熱時間不長于20分鐘，加熱次數不低于2次；均勻后的金屬熔液快淬溫度區間為1300-1800攝氏度，獲得單相結構的CoMn預合金；

2)將4-30攝氏度條件下，將CoMn預合金置于體積濃度為5％-15％的鹽酸溶液中靜置50-180分鐘進行脫合金處理；

3)將脫合金完的產物取出，分別依次在體積濃度為0.1％，0.01％的鹽酸溶液中進行漂洗，時間不超過10秒，

4)酸洗后的樣品在超純水中漂洗，時間不超過30s；

5)將漂洗后的產物取出，在惰性氣體保護條件下進行干燥，惰性氣體含氧量低于萬分之一，干燥溫度不超過30攝氏度，即可獲得超黑納米柱狀Co材料。

有益效果：與現有技術相比，本發明制備超黑材料的制備方法操作簡單，采用其制備的超黑材料為具有納米柱狀Co。研究表明，在采用脫合金法制備超黑材料在波長350-1000nm范圍內的均有很好的吸波性能。

具體實施方式

以下通過具體實施方式對本發明做進一步的說明。

超黑納米柱狀Co的制備方法，包括如下步驟：