一种超黑纳米柱状Co及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超黑纳米柱状钴及其制备方法，属于纳米材料制备技术领域，其中包括：1)合成Co含量在10‑20at％，CoMn预合金熔液,并在1300摄氏度以上熔液进行快淬获得单相合金；2)将4‑30摄氏度条件下，将CoMn预合金置于体积浓度为5％‑15％的盐酸溶液中静置50‑180分钟进行脱合金处理；3)将脱合金完的产物取出，分别依次在体积浓度为0.1％，0.01％的盐酸溶液中进行漂洗，时间不超过10秒，再在超纯水中漂洗，时间不超过30s；将漂洗后的产物取出，在惰性气体保护条件下进行干燥即可获得超黑纳米柱状钴。

【技术实现步骤摘要】
一种超黑纳米柱状Co及其制备方法
本专利技术属于纳米材料制备
，具体涉及超黑纳米柱状Co及其制备方法。
技术介绍
黑色物体相对其它颜色物体对光的反射率较低，对光的吸收能力较强，因此被广泛应用于太阳能转换、天文望远镜、传感器及军事设施及器件。对一定范围内的入射光线反射率低于1％，吸收率高于99％的黑色材料成为超黑材料。由于其极低的反射率，引起了极大的关注。经典的超黑材料为铁磷合金，其制备方法是在材料表面沉积铁磷合金，再进行粗糙处理以在表面形成网状不规则突起。该种材料在350-700nm范围内的反射率可达1％以下，吸波范围较小。最新研发出的超黑Vantablack则由垂直排列的碳纳米管组成，其反射率可达0.5以下，但其制备成本很高。其它超黑材料器件还包括生物模板法、气相沉积等方法制备的非晶碳、晶黑硅等阵列状材料。上述方法制备的材料大多存在成本高，无法进行大规模生产及吸波范围有限等缺点。而本专利技术采用脱合金法制备超黑材料，制备方法简单易行。获得的产品为具有纳米柱的Co，成品具有价格低廉，光吸收范围广的优点。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的在于提供超黑纳米柱状Co及其制备方法，该制备方法简单，采用其制备的超黑纳米柱状Co具有阵列柱状的形态特征；本专利技术的另一目的在于提供该方法制备的超黑纳米柱状Co，该材料具有光吸收范围广的优点。技术方案：为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：黑纳米柱状Co的制备方法，包括如下步骤：1)将纯度在99％以上的Co和Mn纯金属混合后通过感应加热获得均匀金属熔液后进行快淬，获得单一相结构的CoMn预合金；其中，原材料纯金属原子百分比为Co含量10-20at％，Mn含量80-90at％；感应加热温度不高于1800摄氏度，加热时间不长于20分钟，加热次数不低于2次；均匀后的金属熔液快淬温度区间为1300-1800摄氏度，获得单相结构的CoMn预合金；2)将4-30摄氏度条件下，将CoMn预合金置于体积浓度为5％-15％的盐酸溶液中静置50-180分钟进行脱合金处理；3)将脱合金完的产物取出，分别依次在体积浓度为0.1％，0.01％的盐酸溶液中进行漂洗，时间不超过10秒，4)酸洗后的样品在超纯水中漂洗，时间不超过30s；5)将漂洗后的产物取出，在惰性气体保护条件下进行干燥，惰性气体含氧量低于万分之一，干燥温度不超过30摄氏度，即可获得超黑纳米柱状Co材料。有益效果：与现有技术相比，本专利技术制备超黑材料的制备方法操作简单，采用其制备的超黑材料为具有纳米柱状Co。研究表明，在采用脱合金法制备超黑材料在波长350-1000nm范围内的均有很好的吸波性能。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。超黑纳米柱状Co的制备方法，包括如下步骤：1)将纯度在99％以上的Co和Mn纯金属混合后通过感应加热获得均匀金属熔液后进行快淬，获得单一相结构的CoMn预合金；其中，原材料纯金属原子百分比为Co含量10-20at％,Mn含量80-90at％；感应加热温度不高于1800摄氏度，加热时间不长于20分钟，加热次数不低于2次；均匀后的金属熔液快淬温度区间为1300-1800摄氏度，获得单相结构的CoMn预合金；2)将4-30摄氏度条件下，将CoMn预合金置于体积浓度为5％-15％的盐酸溶液中静置50-180分钟进行脱合金处理；3)将脱合金完的产物取出，分别依次在体积浓度为0.1％，0.01％的盐酸溶液中进行漂洗，时间不超过10秒，4)酸洗后的样品在超纯水中漂洗，时间不超过30s；5)将漂洗后的产物取出，在惰性气体保护条件下进行干燥，惰性气体含氧量低于万分之一，干燥温度不超过30摄氏度，即可获得超黑纳米柱状Co材料。材料在波长350-1000nm范围内的均有很好的吸波性能。实施例1将纯度在99％以上的Co和Mn纯金属按照10at％：90at％的比例混合后通过感应加热在1800摄氏度熔炼2次，每次10分钟，获得均匀金属熔液后于1300摄氏度快淬，获得单一相结构的CoMn预合金。将CoMn预合金置于体积浓度为5％的盐酸溶液中静置50分钟进行脱合金处理；脱合金完的产物取出，后分别依次在体积浓度为0.1％，0.01％的盐酸溶液中漂洗10秒，再在超纯水中漂洗30s；将漂洗后的产物取出，在30摄氏度、惰性气体保护条件下进行干燥，可获得超黑纳米柱状Co材料。纳米孔在100-300nm之间，含氧量为7-10at％，材料在波长350-1000nm范围内反射率为0.5-0.7％。实施例2将纯度在99％以上的Co和Mn纯金属按照10at％：90at％的比例混合后通过感应加热在1300摄氏度熔炼3次，每次10分钟，获得均匀金属熔液后于1300摄氏度快淬，获得单一相结构的CoMn预合金。将CoMn预合金置于体积浓度为5％的盐酸溶液中静置180分钟进行脱合金处理；脱合金完的产物取出，后分别依次在体积浓度为0.1％，0.01％的盐酸溶液中漂洗10秒，再在超纯水中漂洗30s；将漂洗后的产物取出，在30摄氏度、惰性气体保护条件下进行干燥，可获得超黑纳米柱状Co材料。纳米孔在500-1000nm之间，含氧量为12-15at％，材料在波长350-1000nm范围内反射率为0.7-1.0％。实施例3将纯度在99％以上的Co和Mn纯金属按照20at％：80at％的比例混合后通过感应加热在1300摄氏度熔炼3次，每次10分钟，获得均匀金属熔液后于1300摄氏度快淬，获得单一相结构的CoMn预合金。将CoMn预合金置于体积浓度为15％的盐酸溶液中静置50分钟进行脱合金处理；脱合金完的产物取出，后分别依次在体积浓度为0.1％，0.01％的盐酸溶液中漂洗10秒，再在超纯水中漂洗30s；将漂洗后的产物取出，在30摄氏度、惰性气体保护条件下进行干燥，可获得超黑纳米柱状Co材料。纳米孔在500-100nm之间，含氧量为5-10at％，材料在波长350-1000nm范围内反射率为0.8-1.0％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超黑纳米柱状Co的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将Co和Mn纯金属混合后通过感应加热获得均匀金属熔液后进行快淬，获得单一相结构的CoMn预合金；2)将步骤1所获CoMn预合金置于浓盐酸溶液中静置，进行腐蚀处理；3)将步骤2所获产物在稀盐酸熔液中进行酸洗；4)将步骤3所获产物在超纯水中进行漂洗；5)将步骤4所获产物在惰性气氛下进行干燥处理即可获得超黑纳米柱状Co。

【技术特征摘要】
1.一种超黑纳米柱状Co的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将Co和Mn纯金属混合后通过感应加热获得均匀金属熔液后进行快淬，获得单一相结构的CoMn预合金；2)将步骤1所获CoMn预合金置于浓盐酸溶液中静置，进行腐蚀处理；3)将步骤2所获产物在稀盐酸熔液中进行酸洗；4)将步骤3所获产物在超纯水中进行漂洗；5)将步骤4所获产物在惰性气氛下进行干燥处理即可获得超黑纳米柱状Co。2.根据权利1所述的超黑纳米柱状Co的制备方法，其特征在于：步骤1)中，原材料纯金属纯度在99％以上，原子百分比为Co含量10-20at％，Mn含量80-90at％。感应加热温度低于1800摄氏度，加热时间少于20分钟，加热次数大于2次；对均匀后的金属熔液在1300-1800摄氏度范围内进行快淬，获得单相结构的CoMn预合金。3.根据权利1所述的超黑纳米柱状Co的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾宇乔，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32