[發明專利]一種超黑材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201811259064.8
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109351963B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 鄧聯文;徐運超;羅衡;黃生祥;王曉;廖聰維
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;B22F9/30;C08K9/12;C08K3/08;C08K3/04;C08L63/00
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;林毓俊

1.一種超黑材料，其特征在于，由基體銅納米簇及負載于其表面的石墨化碳層組成，所述超黑材料為核殼結構，由以下組分按重量百分比組成：

銅納米簇 51.9～84.3 wt%；

碳 15.7～48.1 wt%。

2.根據權利要求1所述的超黑材料，其特征在于，所述銅納米簇的平均粒徑為3～100nm，所述碳層的厚度為1～10nm。

3.一種根據權利要求1或2所述超黑材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1) 在惰性氣氛下，將固態乙酰丙酮銅置于蒸發區域，控制溫度為150～180℃，得到氣態乙酰丙酮銅；

(2) 將氣態乙酰丙酮銅轉移至沉淀區域，控制溫度為600～900℃，反應時間為2～4h，在惰性氣氛下，氣態乙酰丙酮銅分解成銅納米簇，同時，在銅納米簇表面催化沉積形成石墨化碳層，冷卻至室溫，得到所述超黑材料。

4.根據權利要求3所述超黑材料的制備方法，其特征在于，所述蒸發、沉淀反應在流動惰性氣體保護的雙溫區水平管式爐內進行，固態乙酰丙酮銅在管式爐內的蒸發區域變成氣態，然后被載氣轉移至管式爐內的沉積區域。

5.根據權利要求3所述超黑材料的制備方法，其特征在于，所述惰性氣氛為氬氣、氦氣、氮氣中的一種。

6.根據權利要求5所述超黑材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，惰性氣氛為氬氣，氬氣的流量為50～500ml/min，純度為99.99%，爐內的氣壓保持在10～50Pa。

7.根據權利要求3所述超黑材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，蒸發區域的溫度為180℃，保溫時間為120min。

8.根據權利要求3所述超黑材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，沉淀區域的溫度為700℃，保溫時間為120min。

9.一種根據權利要求1或2所述超黑材料的應用，其特征在于，將超黑材料用于制備吸光材料，由以下原料按重量百分比制成：超黑材料50～70wt%、環氧樹脂24～40wt%、環氧固化劑6～10wt%。

10.根據權利要求9所述超黑材料的應用，其特征在于，所述吸光材料的制備過程為：

在機械攪拌條件下，將超黑材料與環氧樹脂按設計重量比均勻混合；加入預定比例的環氧固化劑，繼續攪拌熟化0.5～1.0h，添加非必須有機溶劑調節粘度和非必須助劑調節分散性和流平性，將混合料涂覆在玻璃片上，烘烤冷卻后即得；

所述環氧樹脂為雙酚A環氧樹脂、脂環族環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂中的一種或多種；所述環氧固化劑為聚酞胺類固化劑、低分子胺類固化劑、腰果油改性固化劑中的一種或多種；

所述非必須有機溶劑為苯類、醇類、酮類中的一種或多種；所述非必須助劑為成膜助劑、流平劑、消泡劑、分散劑、促進劑中的一種或多種。