[发明专利]一种碳纳米管/铜锌合金复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳纳米管/铜锌合金复合材料，其特征在于，由基体碳纳米管，及负载于其表面的铜锌合金纳米颗粒组成，所述碳纳米管/铜锌合金复合材料由以下组分按重量百分比组成：碳纳米管5～10wt%，铜25～65wt%，锌25～65wt%；

碳纳米管/铜锌合金复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1) 酸处理：将CNTs放入浓硫酸和浓硝酸的混合液中超声处理，清洗干净后得到酸处理的CNTs；

(2) 敏化处理：取氯化亚锡溶解于浓盐酸，稀释后得到敏化液，将步骤(1)所得酸处理的CNTs加到敏化液中超声处理，清洗干净后得到敏化处理的CNTs；

(3) 活化处理：取氯化钯溶解于浓盐酸，稀释后得到活化液，将步骤(2)所得敏化处理的CNTs加入到活化液中超声处理，清洗干净后得到活化处理的CNTs；

(4) 表面镀铜：将步骤(3)所得活化处理的CNTs加入到镀铜溶液中，加入联吡啶和PVP，控制超震频率和温度，待温度稳定后，加入乙醛酸作为还原剂，调节PH，根据溶液颜色变化和气泡产生时间确定反应进程，待出现气泡一定时间后，将CNTs取出，抽滤清洗干净后得到镀铜的CNTs；

(5) 表面镀锌：将步骤(4)所得镀铜的CNTs加入到锌镀液中，升温至沸腾，反应预定时间后将CNTs取出，清洗干净后得到镀覆铜锌的CNTs；

(6) 合金化处理：将步骤(5)所得镀覆铜锌的CNTs加入到异丙醇溶液中，加热至预定温度，使得铜锌镀层合金化，经过洗涤得到所述碳纳米管/铜锌合金复合材料。

2.根据权利要求1所述碳纳米管/铜锌合金复合材料，其特征在于，所述碳纳米管的长度为300～1000nm，所述铜锌合金纳米颗粒的粒径为10～200nm。

3.根据权利要求1所述碳纳米管/铜锌合金复合材料，其特征在于，所述步骤(2)中，氯化亚锡与浓盐酸的质量体积比为1：1g/ml，所述浓盐酸的质量浓度为36～38%，原料按体积份计，取2～3份氯化亚锡的浓盐酸溶液，加水稀释至100份，得到敏化液。

4.根据权利要求1所述碳纳米管/铜锌合金复合材料，其特征在于，所述步骤(3)中，氯化钯与浓盐酸的质量体积比为1：20g/ml，所述浓盐酸的质量浓度为36～38%，原料按体积份计，取1～3份氯化钯的浓盐酸溶液，加水稀释至100份，得到活化液。

5.根据权利要求1所述碳纳米管/铜锌合金复合材料，其特征在于，所述步骤(4)中，铜镀液由以下方式得到：原料按重量份计，称取25～35份的CuSO₄·5H₂O，70～90份的EDTANa₂，25～30份的NaKC₄H₄O₆·4H₂O，30～35份的KOH，溶解于400～450份的水中，搅拌均匀后得到铜镀液；所述EDTANa₂和NaKC₄H₄O₆作为络合剂，与铜离子络合后防止铜离子产生沉淀。

6.根据权利要求1所述碳纳米管/铜锌合金复合材料，其特征在于，所述步骤(4)中，表面镀铜的具体过程为：

原料按体积份计，取20～30份铜镀液，加入10～15份2,2-联吡啶溶液，联吡啶溶液浓度为(0.1～0.3g)/100ml，加入10～15份PVP溶液，PVP分子量为4000，溶液浓度为0.1g/100ml，加水稀释至80～100份，然后加入步骤(3)所得活化处理的CNTs，利用水浴将镀液稳定在15±1℃，加入1～2份乙醛酸，采用10mol/L的KOH调节反应液的pH至11.5～13，置于超震机中反应，第一次超震频率为40HZ，之后调整为60HZ，直至反应结束；所述PVP为表面活性剂，促进铜颗粒的包覆；所述2,2-联吡啶作为镀铜反应中的稳定剂，可以使镀液稳定，并调节镀铜晶粒的大小，使晶粒细化。