一种纳米镍/阵列碳纳米管复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米镍/阵列碳纳米管复合材料的制备方法，是以阵列碳纳米管为阴极，一定电流密度下，镍离子在阵列碳纳米管外壁上发生电化学还原反应，形成纳米镍/阵列碳纳米管复合材料。本发明专利技术方法以金属箔材上未经任何前处理的阵列碳纳米管为基体，采用恒电流连续电化学法在阴极碳纳米管上得到形貌尺寸可控的纳米镍，步骤衔接紧密，避免了常规方法中碳纳米管的前处理工序，缩短了工艺流程，同时恒电流法更易控制，易于连续化、规模化生产纳米镍/碳纳米管复合材料。本发明专利技术方法通过调整溶液体系各组分及浓度、电流大小、通电时间能够有效控制纳米镍的形貌尺寸以及镍含量，是一种简单、连续且可规模化的纳米镍/碳纳米管复合材料的制备方法。

Fabrication of nano-nickel/carbon nanotube array Composites

The invention discloses a preparation method of nano-nickel/array carbon nanotube composite material. The nano-nickel/array carbon nanotube composite material is formed by electrochemical reduction reaction of nickel ions on the outer wall of the array carbon nanotube at a certain current density using the array carbon nanotube as the cathode. The method takes the arrayed carbon nanotubes on the metal foil as the matrix without any pretreatment and adopts the constant current continuous electrochemical method to obtain nanonickel with controllable morphology and size on the cathode carbon nanotubes. The steps are closely connected, avoiding the pretreatment process of carbon nanotubes in the conventional method, shortening the process flow, and the constant current method is easier to control, easy to be continuous and large-scale generated. Nano-nickel/carbon nanotube composites were produced. The method of the invention can effectively control the morphological size and nickel content of nano-nickel by adjusting the components and concentration of the solution system, current size and electrification time, and is a simple, continuous and large-scale preparation method of nano-nickel/carbon nanotube composite material.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米镍/阵列碳纳米管复合材料的制备方法
本专利技术涉及一种纳米镍/阵列碳纳米管复合材料的制备方法，属于新材料领域。
技术介绍
碳纳米管是由碳原子中sp2杂化为主，混合有sp3杂化所构筑成的理想结构。由于其纳米尺寸和独特的成键结构，其密度只有钢的六分之一，但强度却是钢的100倍。单根多层碳纳米管杨氏模量平均为118TPa，弯曲强度达1412GPa，导电性可在一定范围内调节，具备手性、电磁性、金属性等特异性质，被广泛应用于储能、药物载体、基体增强、吸波等领域，特别是阵列碳纳米管，因高度有序等固有特征，已在场发射、微传感等领域得到广泛应用。但目前，碳纳米管的某些特性限制了其的应用。如难分散性，碳纳米管的管径基本上在几十纳米范围，而长度为几十、几百微米，甚至延伸至毫米范围，如此大的长径比，造成碳纳米管易缠绕、难分散，分布不均，这不仅增加了碳管的使用量，且造成复合材料性能的不均衡，此现象在使用阵列碳纳米管时更为严重。如兼容性差，碳纳米管的外壁基本为疏水性，限制其在水系环境中的应用，可采用表面氧化活化等引入羟基、羧基等亲水基团的方式改善其亲水性，但此方法产生环保问题的同时增加了碳纳米管的缺陷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米镍/阵列碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，以阵列碳纳米管为阴极，一定电流密度下，镍离子在阵列碳纳米管外壁上发生电化学还原反应，形成纳米镍/阵列碳纳米管复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种纳米镍/阵列碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，以阵列碳纳米管为阴极，一定电流密度下，镍离子在阵列碳纳米管外壁上发生电化学还原反应，形成纳米镍/阵列碳纳米管复合材料。2.根据权利要求1所述的纳米镍/阵列碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，以阵列碳纳米管为阴极，镍为阳极，浸入含镍溶液中，通入电流，镍离子在阵列碳纳米管外壁上发生电化学还原反应，形成纳米镍/阵列碳纳米管复合材料。3.根据权利要求1所述的纳米镍/阵列碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，阵列碳纳米管的长度为3-300μm，管内径≥1.0nm，层数≥3层。4.根据权利要求1所述的纳米镍/阵列碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，阵列碳纳米管生长于箔材上，箔材为光铝箔，涂碳铝箔，腐蚀铝箔，化成箔，铜箔中的一种。5.根据权利要求4所述的纳米镍/阵列碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，阵列碳纳米管的制备方法为：以表面积为0.1-10m2的箔材为基体，0.1-5g二茂铁为催化剂，在惰性气氛下加热至550-635℃，通入流量0-100ccm的氢气为还原剂，同时通入流量20-500ccm的乙烯、20-500ccm的乙炔、1-30ml/min的乙醇、1-30ml/min的丙酮、1-30ml/min的苯、1-30ml/min的甲苯、...

【专利技术属性】
技术研发人员：高彪峰，谷保祥，杨建红，刘碧波，刘帅霞，李会林，陈垒，高玉梅，张继伟，李碗碗，邓天天，
申请(专利权)人：河南工程学院，
类型：发明
国别省市：河南,41