[发明专利]一种碳纳米管/石墨烯改性金属/氧化物纳米含能复合薄膜及其方法

权利要求书

1.一种碳纳米管/石墨烯改性金属/氧化物纳米含能薄膜的方法，其特征在于，按照以下步骤完成的：

1)取碳纳米管粉末，放入摩尔比为1:3的H₂SO₄:HNO₃的溶液中超声分散20min后，在去离子水中放置30min；通过滤纸将碳纳米管用去离子水过滤清洗后离心，用去离子水将溶液浓度调至1mg/mL，获得羧基化后的碳纳米管溶液；

2)取石墨烯粉末，用3.0mL乙二胺对石墨烯在300mg的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和0.5mL液氮的存在下搅拌5h；所得的悬浮液超声处理30min，离心，用去离子水将溶液浓度调至1mg/mL，获得带正电荷的石墨烯溶液；

3)取摩尔比为1:(1～3)的金属单质与金属氧化物纳米粉末，将纳米级金属单质粉末和金属氧化物粉末分散在丙酮中，进行超声分散，消除团聚；金属单质和金属氧化物纳米粉末的超声时间设置为20～40min；其中金属单质与金属氧化物组合分别为Al/CuO、Al/NiO或Al/Fe₂O₃；

4)将步骤1)和步骤2)中得到的碳纳米管溶液和石墨烯溶液按体积比(1～2):1混合，按碳纳米管/石墨烯混合质量与金属单质的质量比为1:(4～6)取碳纳米管/石墨烯混合溶液和金属单质纳米颗粒溶液；将金属单质纳米颗粒溶液倒入漏斗中，下方放置滤纸；用真空泵将设备抽至真空，使纳米颗粒沉积在过滤器上；将金属氧化物纳米颗粒的溶液倒入漏斗中，在真空泵的驱动下沉积在金属单质纳米颗粒层的顶部；将碳纳米管/石墨烯混合溶液倒入漏斗中进行抽滤，在金属/氧化物薄膜上沉积一层碳纳米管/石墨烯；

5)重复步骤4)直到得到一个包含2～5个碳纳米管/石墨烯复合层的金属/氧化物纳米含能复合薄膜；将纳米含能复合薄膜在150～200℃的炉中干燥0.5～1h，干燥过程中对薄膜施加2～5MPa的压力；干燥后得到碳纳米管/石墨烯改性的金属/氧化物纳米含能复合薄膜；

6)将待焊母材TC4、步骤5)得到的碳纳米管/石墨烯改性的金属/氧化物纳米含能复合薄膜、待焊母材TC4依次重叠，在2～7MPa的压力下引燃，利用活性纳米多层膜自身放出的热量，完成钛合金的连接。

2.根据权利要求1所述的一种碳纳米管/石墨烯改性金属/氧化物纳米含能薄膜的方法，其特征在于，步骤1)和步骤2)中的离心具体为分散于去离子水中以2000rpm离心5次，离心10min。