[发明专利]一种包覆钨钼纳米膜层的金刚石及其制备方法

权利要求书

1.一种包覆钨钼纳米膜层的金刚石，其特征在于，金刚石基体表面包覆有钨钼纳米膜层，金刚石基体与钨钼纳米膜层之间存在微量碳酸钨和碳酸钼构成的过渡层；所述钨钼纳米膜层中Mo、W的摩尔比为0.01～1:1。

2.根据权利要求1所述的包覆钨钼纳米膜层的金刚石，其特征在于，所述钨钼纳米膜层的厚度为20nm～1000nm。

3.权利要求1至2所述的包覆钨钼纳米膜层的金刚石的制备方法，其特征在于，具体制备方法包括如下步骤：

（1）原料处理：将金刚石加入强氧化性酸中，加热煮沸0.5-2h，对金刚石表面进行粗化处理；

（2）溶胶配置：按照Mo:W=0.01～1:1的摩尔比将钼粉和钨粉混合均匀，将钨钼混合粉末加入H₂O₂中并不断搅拌，W与Mo的总摩尔含量与H₂O₂的摩尔含量之比为1:0.5～4，在0～10℃进行氧化反应；反应完全后向混合溶液中依次加入冰醋酸与有机溶剂，W与Mo的总摩尔含量与冰醋酸、有机溶剂的摩尔含量之比为0.2-0.5:1:2～4；混合均匀后在60℃～90℃搅拌0.5-72h，除去沉淀，得到氧化钨与氧化钼的复合溶胶；

或者，按照Mo:W=0.01～1:1的摩尔比将钨酸钠和钼酸钠溶液混合，经强酸性阳离子树脂柱处理后，获得氧化钼和氧化钨混合溶液，向混合溶液中依次加入H₂O₂与有机溶剂，W与Mo的总摩尔含量与H₂O₂、有机溶剂的摩尔含量之比为0.5-1:1:2～4，再加入催化剂氯铂酸，混合均匀后在60℃～90℃搅拌0.5-72h，除去沉淀，得到氧化钨与氧化钼复合溶胶；

（3）浸胶与干燥：将粗化后的金刚石放入氧化钨与氧化钼复合溶胶中，对金刚石表面进行浸胶，然后干燥；

（4）氢热还原：干燥后产物放入管式炉中，在水蒸气与氢气的流动气氛下，升温至700℃～1000℃，保温0.1～5h，得到表面包覆钨钼纳米膜层的金刚石。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中所述氧化钨与氧化钼复合溶胶中加入稳定剂；所述稳定剂为硅酸钠、二氧化硅、氧化钛或氧化硼中的一种；稳定剂中Si、Ti或B的摩尔含量同W与Mo的总摩尔含量之比为0.001～0.02:1。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，通过向氧化钨与氧化钼复合溶胶中加入模数2.1～3.4、浓度40wt%的水玻璃引入硅酸钠；通过向氧化钨与氧化钼复合溶胶中加入28wt%的正硅酸乙酯引入二氧化硅；氧化钛为纯度99%以上的钛酸四丁酯经水解而得；通过向氧化钨与氧化钼复合溶胶中加入纯度为99%以上的硼酸引入氧化硼。

6.根据权利要求3-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述强氧化性酸为浓硝酸、硫酸、浓硝酸的一种或两种组成的混合酸。

7.根据权利要求3-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述钼粉和钨粉的粒度为250目，H₂O₂的体积分数为30%，有机溶剂为乙醇或丙酮。

8.根据权利要求3-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述氯铂酸的浓度为0.10g/L，加入量为混合溶液体积的0.5%。

9.根据权利要求3-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述浸胶的温度为20℃～80℃；干燥的温度为50℃～90℃，干燥时间为0.5h～10h；通过重复浸胶与干燥步骤可以调控金刚石表面钨钼纳米膜层的厚度。

10.根据权利要求3-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述水蒸气与氢气的流动气氛中水蒸气与氢气的体积比为5～10:90～95，氢气流量0.05L/min～10L/min。