[發明專利]一種金屬-富勒烯復合納米粉體的制備方法

在審

• 申請號: 202011083264.X
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112247153A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 孫永青;陳益鋼;張永春;李智安;藺峰
• 申請（專利權）人: 內蒙古碳谷科技有限公司
• 主分類號: B22F9/00
• 分類號: B22F9/00;C23C14/26;C23C14/30;C23C14/06;C23C14/20;C23C14/54;C23C14/58
• 代理公司: 濟南千慧專利事務所(普通合伙企業) 37232
• 代理人: 左建華

本發明涉及一種金屬?富勒烯復合納米粉體的制備方法，該金屬?富勒烯復合納米粉體的制備方法，制備步驟包括：S1，真空環境下，分別加熱富勒烯和金屬，形成的蒸汽共同沉積在有機基體上，控制沉積層的電阻值不少于10KΩ，從而得到以不連續島狀模式生長的金屬?富勒烯復合膜；S2：采用溶劑溶解沉積有金屬?富勒烯復合膜的有機基體，有機基體完全溶解后過濾、干燥，即得均勻的金屬?富勒烯復合納米粉體；其中，金屬采用能夠穩定存在于空氣中的金屬，有機基體采用有機薄膜。本發明制備方法簡單，無雜質引入，材料限制小，且通過本制備方法制備得到的金屬?富勒烯復合納米粉體比較均勻。

技術領域

本發明涉及富勒烯領域，尤其涉及一種金屬-富勒烯復合納米粉體的制備方法。

背景技術

由于C₆₀的獨特空間結構，具有許多優異性能，如：超導、耐高壓、抗化學腐蝕等，因而在光、電、磁等領域有潛在應用前景。但是目前富勒烯基本是粉體或化合物的形式存在。通過把金屬與富勒烯復合形成原子-分子級別復合的納米材料，將可以賦予金屬納米顆粒更多特殊的性能，該納米粉體既可以用于涂料的填料，也可以用于3D打印的粉體。通過金屬/富勒烯的復合所形成的新型納米粉體使得富勒烯表現出更廣闊的應用前景。目前，金屬與富勒烯的復合更多地是采用機械球磨、化學鍍、電鍍、溶膠一凝膠法等。

機械球磨法是把金屬粉末與添加劑(如富勒烯粉體)一起放入球磨罐內，并添加研磨介質(如鋼球、鋯珠等)，在球磨罐的循環往復運動中，研磨介質不停地撞擊粉末顆粒從而達到均勻混合的目的。但這種混合無法達到原子-分子級別的混合，金屬粉末和富勒烯粉末仍然是顆粒的接觸，存在明顯的顆粒界面，而且在球磨過程中會引入大量的雜質，雜質的來源包括研磨介質、球磨罐以及溶劑。

化學鍍是指在無外加電流的情況下，利用金屬鹽和還原劑在同一溶液中進行的自催化氧化一還原反應，在增強相表面沉積出金屬鍍層的技術。在化學鍍前需要對增強相進行預處理，一般包括表面清潔處理、粗化、活化敏華處理，再在相應的鍍液中進行施鍍。

電鍍是用電化學方法在基體表面沉積出金屬薄層或合金的過程。電鍍時將鍍件和直流電源的負極相連，欲鍍金屬和直流電源的正極相連在含有欲鍍金屬離子的電鍍液中，金屬會從陰極析出，從而在鍍件上沉積而形成新生鍍層。

溶膠一凝膠法是利用濕化學合成方法，以易溶解的金屬化合物，如無機鹽或醇鹽，在某種溶劑中與水發生反應，經水解和縮聚逐漸凝膠化，再經干燥燒結以實現對超微增強體的表面金屬化。關鍵問題是加水量的控制、溶膠濃度、催化劑的選擇等因素。

理論上說，化學鍍、電鍍和溶膠-凝膠法這三種方法都可以實現原子-分子級別的混合，但是都存在無法回避的材料種類的限制，例如有些高活性金屬無法制備，并且工藝過程中均引入了大量的雜質。

發明內容

本發明為了彌補現有技術的不足，提供了一種金屬-富勒烯復合納米粉體的制備方法，簡單，無雜質引入，材料限制小，并可用于一些鋁、銀等高活性金屬。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種金屬-富勒烯復合納米粉體的制備方法，制備步驟包括：S1，真空環境下，分別加熱富勒烯和金屬，形成的蒸汽共同沉積在有機基體上，控制沉積層的電阻值不少于10KΩ，從而得到以不連續島狀模式生長的金屬-富勒烯復合膜；其中，電阻值的控制方式有多種，具體的，可以通過在線測量復合膜的電阻值來控制沉積時間，進而控制復合膜厚度，例如如果采用卷繞鍍膜機，還可以根據通過卷繞速度控制來實現復合膜厚度控制，使之得到電阻值復合要求的復合膜；

S2：采用溶劑溶解沉積有金屬-富勒烯復合膜的有機基體，有機基體完全溶解后過濾、干燥，即得均勻的金屬-富勒烯復合納米粉體；其中，金屬采用能夠穩定存在于空氣中的金屬。