[发明专利]空心化制备微生物约束成型的空心微纳米金属材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于吸波、电磁屏蔽的功能性材料，更特别地说，是指一种采用空心化方法制备的微生物约束成型的空心微纳米金属材料。

背景技术

微生物菌体具有比表面积大、转化能力强、繁殖速度快、易变异、适应性强及分布广、种类多等特点。此外，微生物菌体形态包括有螺旋状、梨状、叶球状、盘碟状、星形等，这些形状多样的微生物菌体为构造微结构提供了天然“型材”，并且微生物菌体的繁殖过程提供了“剪裁”好的材料基体。以微生物约束成型方法合成与组装纳米材料而得到的纳米结构组装体可以是纳米结构材料，纳米器件或纳米体系。

微生物约束成型方法是将具有微纳米结构、形状容易控制的微生物形体作为模板，通过物理、化学或生物的方法以微生物形体约束微纳米金属材料的合成过程。

空心微纳米金属材料具有良好的机械性能、力学性能，并且具有优良的电、磁性能而被广泛应用，但是由于其制备工艺复杂，使其在应用上受到很多限制。

专利号ZL 02130836.5中公开了“以微生物细胞为模板的空心金属微粒及其制备方法”，该专利文献以微生物为模板，并在微生物外表包覆金属材料层形成空心金属微粒。此种方法制得的空心金属微粒的中心仍然微生物形体。

发明内容

本发明的目的是提出一种采用空心化制备微生物约束成型的空心微纳米金属材料的方法，该方法将预成型体(即微生物形体外表包覆有微纳米金属材料)采用高温真空空心化处理获得空心微纳米金属材料。

本发明一种空心化制备微生物约束成型的空心微纳米金属材料的方法，包括有下列制备步骤：

第一步：制预成型体

将经敏化活化处理后的微生物形体放入pH＝9.0～9.3、温度30～40℃的化学镀液中，在搅拌速度300～600r/min下搅拌50～100min，使微生物形体表面均匀包覆上金属材料，然后抽滤得到预成型体；

敏化活化条件：在20～30℃温度下对微生物形体进行敏化活化15～30min；

化学镀液由硫酸钴、硫酸镍、次亚磷酸钠、柠檬酸三钠、氯化铵和去离子水组成，100ml的去离子水中含有2～4g的硫酸钴、1～3g的硫酸镍、2～3g的次亚磷酸钠、3～4g的柠檬酸三钠、4～5g的氯化铵；

第二步：将第一步制得的预成型体放入乙醇中，超声波清洗5～10min后、抽滤得醇洗预成型体；所述超声波清洗的功率为50W；

第三步：将第二步得到的醇洗预成型体放入去离子水中，超声波清洗5～10min后、抽滤得水洗预成型体；所述超声波清洗的功率为50W；

第四步：将第三步得到的水洗预成型体在干燥器(干燥剂为硅胶干燥剂)中干燥3～5h后得到干燥预成型体；

第五步：将第四步得到的干燥预成型体放入石英玻璃管中，加热石英玻璃管至80～120℃后，抽真空，使石英玻璃管内的压强为1.0×10^-3Pa～1.0×10^-6Pa；然后将石英玻璃管放入马弗炉中，在300～600℃温度下保温50～150min，随马弗炉冷却至室温，即制得空心微纳米金属材料。

本发明采用空心化制备微生物约束成型的空心微纳米金属材料方法的优点：

1、采用加热抽真空的手段来将预成型体(即微生物形体外表包覆有微纳米金属材料)中吸附的空气排出，提高了玻璃管内的真空度。

2、在高温环境下对预成型体进行空心化处理，可使微生物形体被分解成二氧化碳、水等的小分子气体，从而形成空心状态。

3、本发明空心化方法可以对微纳米尺寸的预成型体进行空心加工。

4、本发明应用的空心化方法工艺操作可控且简单，成本低，对环境没有污染。

5、采用本发明方法制得的空心微纳米金属材料具有较好的磁性能和吸波性能。

附图说明

图1是本发明预成型体的结构示意图。

图2是本发明空心化处理的流程框图。

图3是采用本发明方法制得的Co-Ni-P空心材料的电子扫描显微镜照片。

图4是采用本发明方法制得的Co-Ni-P空心材料的吸波曲线图。

图5是采用本发明方法制得的Co-Ni-P空心材料的磁滞回线图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

参见图2所示，本发明是一种空心化制备微生物约束成型的空心微纳米金属材料的方法，包括有下列制备步骤：

第一步：制预成型体