[发明专利]碳纳米管化学镀镍-钴-镧三元合金镀液及化学镀方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸波材料及其制备方法，具体涉及一种碳纳米管化学镀镍-钴-镧三元合金镀液及其制备和化学镀方法。

背景技术

碳纳米管(carbon nanotubes CNTs)是由类石墨的六边形网格所组成的管状物，管子一般由单层或多层管组成，直径在几纳米到几十纳米之间，长度可达数微米，它的层片间距为0.34nm，比石墨的层片间距(0.3354nm)稍大。碳纳米管的特殊结构和介电性，使其表现出较强的宽带微波吸收性能，同时兼具质量轻、导电性可调、高温抗氧化性能强和稳定性好等一系列优点，是一种有前途的微波吸收剂，可以作为潜在的隐身材料、电磁屏蔽材料或暗室吸波材料使用。但是单一的碳纳米管作为吸收剂的吸波性能不是很强，基于改善材料的吸波性能，通过材料的复合，探索出其更强的吸波特性。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种碳纳米管化学镀镍-钴-镧三元合金镀液及其制备和化学镀方法。

技术方案

一种碳纳米管化学镀镍-钴-镧三元合金镀液，其特征在于原料配比为：以10~30g/L的硫酸镍、5~15g/L的硫酸钴和0.5~1.5g/L的氧化镧为主盐；以15~30g/L的次亚磷酸钠为还原剂；以8~15g/L的柠檬酸钠、2~4g/L苹果酸和0.5~1g/L丁二酸为复合络合剂，以25~35g/L的硫酸铵为缓冲剂。

一种制备碳纳米管化学镀镍-钴-镧三元合金镀液的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将称取的主盐硫酸镍、硫酸钴放入烧杯A中溶解于蒸馏水；

步骤2：将称取的氧化镧放入烧杯B中，溶解于稀盐酸；

步骤3：将称取的柠檬酸钠、苹果酸和丁二酸放入烧杯C中溶解于蒸馏水；

步骤4：将烧杯A中溶液、烧杯B中溶液、次亚磷酸钠、硫酸铵和硫脲依次加入烧杯C中至完全溶解，滴入氨水调节pH=9.0±0.2，配制得到碳纳米管化学镀镍-钴-镧三元合金镀液。

一种利用所制备的碳纳米管化学镀镍-钴-镧三元合金镀液对碳纳米管进行化学镀的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将碳纳米管置于混酸中，在70℃下加热回流12h，冷却后，稀释3~5倍，过滤，将滤饼用蒸馏水洗至中性，然后将其在80℃下烘至恒重；所述的混酸为体积比为1:3的浓硝酸与浓硫酸；

步骤2：将步骤1处理后的碳纳米管置于敏化液中，在45℃条件下超声分散1h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性；再将敏化后的碳纳米管加入活化液中，在45℃条件下超声分散1h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，干燥至恒重，研磨；所述的敏化液配方为：30g/L的氯化亚锡SnCl₂·2H₂O和60ml/L的盐酸HCl；所述活化液配方为0.5g/L的氯化钯PdCl₂和10ml/L的盐酸HCl；所述盐酸的浓度为37%；

步骤3：将镀有镍-钴-镧三元合金的碳纳米管放入管式炉，在500℃、氩气氛围中加热2h进行热处理，碳纳米管化学镀完成。

有益效果

本发明提出的一种碳纳米管化学镀镍-钴-镧三元合金镀液及其制备和化学镀方法，在碳纳米管化学镀液中加入氧化镧的盐酸溶液，通过调整镀液中各组分的浓度，使稀土元素La的电极电位正移，从而使稀土元素La的析出电位与金属Ni、Co的析出电位趋于接近，实现合金共沉积。在化学镀液中稀土元素La一部分以正离子形式存在起到还原剂的作用，加速了合金镀层中金属离子的还原同时降低了镀层中的磷含量。

本发明的有效效果是：采用化学镀法制备的碳纳米管化学镀镍-钴-镧三元合金材料，合金镀层中镧原子的含量可达4.16%。通常认为，稀土元素La的电负性较低，析出电位为-2.37V，很难从水溶液中直接沉积，制备稀土合金薄膜常采用物理方法或在有机溶剂中利用化学镀的方法进行。本发明选择合适的复合络合剂，通过镀液中配离子的稳定常数和奈斯特方程计算金属和配离子组成电对的电极电势。奈斯特方程为：式中，为化学镀液中的电极电势，单位V；为标准电极电势，单位V；Mⁿ⁺为镀液中金属离子的摩尔浓度，单位mol·L^-1；n为电子转移数。

通过调整镀液中各组分的浓度，使稀土元素La的电极电位正移，从而使稀土元素La的析出电位与金属Ni、Co的析出电位趋于接近，实现合金的共沉积。