[發明專利]導電導磁納米功能材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710096475.9
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN107010613B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 孟龍月;李東浩;王晨迪;鄒依琳
• 申請（專利權）人: 延邊大學
• 主分類號: C01B32/15
• 分類號: C01B32/15;C23C16/26;H01F1/01;H01F41/00;H01B13/00;H01B1/04;D06M11/74;D06M11/49;D06M101/40
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 馬敬

一種導電導磁納米功能材料的制備方法，包括：對基底進行預處理；利用化學氣相沉積法在基底表面生長碳納米纖維；在400℃?1100℃的溫度條件下通入20cc/min?300cc/min的CO₂氣體10min?180min，或者在常溫條件下通入10cc/min?300cc/min的等離子氣體1min?30min，對碳納米纖維進行表面功能化處理；將磁性納米顆粒分散溶液附著于碳納米纖維表面。本發明利用氣體對碳納米纖維進行表面功能化處理，可以均勻、全面地在疏水性的碳納米纖維表面引入不同的含氧、含氮官能團，提高碳納米纖維的表面能，增加磁性納米顆粒的結合位點。因碳納米纖維直接生長在基底表面，結構穩定不易脫落，碳納米纖維有序排列，不僅具有更大的比表面積和三維多孔結構，而且更易分離回收，可以克服納米顆粒容易團聚的缺點。

技術領域

本發明涉及磁性導電納米復合材料，特別是涉及導電導磁納米功能材料的制備方法。

背景技術

近年來成為研究熱點的導電導磁復合材料是一種結構和功能一體化的雙性復合材料，因具有磁性和導電性雙重特性，在傳感技術、非線性光學材料、電磁屏蔽、雷達吸收、磁記錄等方面具有廣闊的應用前景。

目前研究的導電導磁復合材料主要包括磁性微粒-導電高分子復合材料、碳系復合導電導磁材料、金屬-氧化鐵復合材料等，制備方法主要包括共混法、原位生成法、原位聚合法、化學電鍍法等，其中原位生成法的制備條件比較苛刻，容易引入雜質，降低產物純度；化學電鍍法增大了材料的密度，且電鍍廢液的污染也是不容忽視的；共混法操作簡單，但是納米粒子易團聚，難以分散均勻，復合產物的結構具有不確定性。

隨著社會的發展，對導電導磁復合材料提出了越來越高的要求，“厚度薄、質量輕、頻段寬、強度高”是新型導電導磁復合材料的主要發展趨勢。磁性納米顆粒是一類智能型的納米材料，既具有納米材料所特有的性質，如小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應等，又具有良好的磁導向性、超順磁性、類酶催化特性和生物相容性等，可以在恒定磁場下聚集和定位、在交變磁場下吸收電磁波產熱，因此將磁性納米顆粒作為導電導磁復合材料中的導磁材料具有廣泛的應用前景。

碳納米纖維(CNFs)是指具有納米尺度的碳纖維，依其結構特性可分為納米碳管即空心碳納米纖維和實心碳納米纖維，是準一維碳材料，具有較高的結晶取向度和較好的導電和導熱性能，將其作為磁性納米顆粒的載體，可以得到質量輕、厚度薄、比表面積大的導電導磁復合材料。然而，目前的碳納米纖維材料多為粉末狀，纖維長度較短且排列雜亂無章，將其作為磁性納米顆粒的載體，得到的納米復合材料會因顆粒太小吸附性太強，產生易團聚、分散不均的缺點，并且，因為這些缺點，將其應用于產品時，需要添加分散劑、膠黏劑等助劑，不僅成本高、不環保，得到的涂層還易脫落。

發明內容

基于此，本發明的目的是提供一種導電導磁納米功能材料的制備方法。

一種導電導磁納米功能材料的制備方法，包括：

對基底進行預處理；

利用化學氣相沉積法在所述基底表面生長碳納米纖維；

在400℃-1100℃的溫度條件下通入20cc/min-300cc/min的CO₂氣體10min-180min，或者在常溫條件下通入10cc/min-300cc/min的等離子氣體1min-30min，對所述碳納米纖維進行表面功能化處理；以及

將磁性納米顆粒分散溶液附著于碳納米纖維表面。

在其中一個實施例中，所述磁性納米顆粒是四氧化三鐵納米顆粒。

在其中一個實施例中，所述等離子氣體是氮氣、氧氣或空氣的等離子氣體。

在其中一個實施例中，所述基底是板狀、網狀、管狀、織布狀或絲狀。