專(zhuān)利名稱(chēng)：一種抗信息泄漏材料的制法及其制備的納米金屬/膨脹石墨抗信息泄漏材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備納米金屬/膨脹石墨抗信息泄漏(電磁屏蔽)材料的方法及其制備的納米金屬/膨脹石墨抗信息泄漏材料。
背景技術(shù)：
隨著航空航天、飛航武器、抗信息泄漏、電磁對(duì)抗、電磁兼容等諸多技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，電子電器設(shè)備、自動(dòng)化系統(tǒng)的廣泛使用，需要大量有各種性能的抗信息泄漏材料、電磁屏蔽材料以提高電磁信息安全、降低電磁干擾、改善電磁環(huán)境、減少電磁輻射對(duì)生物體的影響等； 而傳統(tǒng)的金屬基材料往往在電磁綜合性能、密度、易加工性、抗腐蝕性、成本等方面難以滿足某些特定場(chǎng)合的要求，且不易兼具隔熱、抗輻射、易成形等特性。
現(xiàn)代軍事指揮、信息處理、存儲(chǔ)等系統(tǒng)已大量使用計(jì)算機(jī)，而現(xiàn)有技術(shù)能在遠(yuǎn)距離利用普通計(jì)算機(jī)的電磁輻射竊取信息，因而對(duì)上述系統(tǒng)的保密性產(chǎn)生極其嚴(yán)重的威脅。傳統(tǒng)的措施是將上述系統(tǒng)置于厚鋼板或銅網(wǎng)焊接而成的電磁屏蔽房中以保護(hù)信息安全。該方法施工周期較長(zhǎng)、建成的屏蔽房不易移動(dòng)、機(jī)動(dòng)性較差。采用本發(fā)明制備的材料，利用類(lèi)似于貼墻紙或建筑堆砌的工藝可快速構(gòu)建抗信息泄漏的屏蔽室。特別是該材料質(zhì)輕且屏蔽效能高，能制成在野戰(zhàn)情況下單兵可移動(dòng)的屏蔽房。
許多自動(dòng)尋敵的智能彈藥和電控電爆彈藥已列裝部隊(duì)。上述彈藥貯存時(shí)要嚴(yán)格防止電磁干擾引發(fā)的誤動(dòng)作，這是世界各國(guó)軍隊(duì)都在研究的一個(gè)重要問(wèn)題。美軍目前使用雙層金屬箱貯存此類(lèi)彈藥，但經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)模擬分析，由于箱體的縫隙導(dǎo)致這樣的包裝貯存方法不夠理想。
現(xiàn)代航天器的電子系統(tǒng)極其復(fù)雜，各子系統(tǒng)間的電磁干擾已成嚴(yán)重問(wèn)題，用傳統(tǒng)金屬電磁屏蔽材料引起的電磁反射使得航天器儀器艙的電磁環(huán)境惡化，且傳統(tǒng)金屬基電磁屏蔽材料較重，增加了發(fā)射火箭的負(fù)荷。
從上世紀(jì)到現(xiàn)在，飛航武器一直是許多國(guó)家武器發(fā)展的重要點(diǎn)，其中電磁安全和電磁可靠性成為重要研究課題。上世紀(jì)60年代，民兵I導(dǎo)彈在飛行試驗(yàn)時(shí)，有兩次在高度 7. 6公里和21. 8公里處炸毀，經(jīng)分析，造成原因是在導(dǎo)彈飛到一定高度時(shí)，彈頭和彈體間靜電放電，產(chǎn)生電磁脈沖干擾了導(dǎo)彈計(jì)算機(jī)。此外，大力神IIIC運(yùn)載火箭試飛時(shí)，多次出現(xiàn)箭載計(jì)算機(jī)故障，原因是計(jì)算機(jī)冷卻系統(tǒng)因環(huán)境變化接地不良，與火箭地之間產(chǎn)生電壓，在火箭飛行到一定高度，氣壓下降，導(dǎo)致火花放電，產(chǎn)生電脈沖破壞了計(jì)算機(jī)正常工作。
核致電磁脈沖是核武器爆炸時(shí)產(chǎn)生的能量極高的電磁輻射，一旦通過(guò)導(dǎo)彈天線窗及各種儀器的屏幕、按鍵孔、旋鈕孔等滲進(jìn)電子儀器，將導(dǎo)致電子器件的電磁損毀，整個(gè)電子系統(tǒng)癱瘓，會(huì)對(duì)現(xiàn)代軍事中樞系統(tǒng)及各子系統(tǒng)產(chǎn)生毀滅性的破壞。許多國(guó)家都投入大量人力財(cái)力重點(diǎn)研究。
現(xiàn)代戰(zhàn)斗艦船上雷達(dá)、無(wú)線電通訊等多種電子設(shè)備，是指揮系統(tǒng)和武器裝備的重要組成部分。由于艦船空間和甲板面積均有限，電子設(shè)備距離近，相互干擾嚴(yán)重。再則，海軍使用的無(wú)線電通訊設(shè)備、雷達(dá)等功率大、頻帶寬，加之艦船外型復(fù)雜，且多為金屬，甲板為大面積反射體，致使通信機(jī)和雷達(dá)天線的近場(chǎng)電磁環(huán)境惡劣，導(dǎo)致強(qiáng)電磁干擾。英國(guó)和阿根廷馬島之戰(zhàn)期間，英國(guó)謝菲爾德號(hào)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦在與英國(guó)本土無(wú)線通電時(shí)，關(guān)閉預(yù)警雷達(dá)，無(wú)法探知阿根廷此時(shí)發(fā)射的魚(yú)雷，導(dǎo)致艦毀人亡。另外，艦船上的武器會(huì)在強(qiáng)電磁場(chǎng)中貯存、 搬運(yùn)、安裝和使用，而武器的電磁易損性也是一個(gè)特殊問(wèn)題；目前已發(fā)現(xiàn)電磁輻射對(duì)武器裝備的危害(Hazards of Electromagnetic Radiation to Ordnance，簡(jiǎn)稱(chēng) HERO)，美國(guó)海軍設(shè)有專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)應(yīng)對(duì)HERO問(wèn)題。本發(fā)明的方法制備的材料，亦可用于改善艦船電磁環(huán)境，對(duì)部分改善HERO問(wèn)題可能有幫助。
目前有各種證據(jù)表明，電磁輻射會(huì)對(duì)生物體產(chǎn)生多種效應(yīng)。當(dāng)生物體受到大于 10mff/cm2的高功率密度電磁輻射將發(fā)生明顯的熱效應(yīng)短時(shí)間處于高功率密度電磁輻照下，眼睛會(huì)受到損傷誘發(fā)白內(nèi)障；長(zhǎng)時(shí)間處于高功率密度電磁輻射下，生物體將發(fā)生機(jī)體損傷甚至死亡。在低于lmW/cm2的低功率密度電磁輻射下，熱效應(yīng)不起主要作用，但長(zhǎng)時(shí)間受到低功率密度電磁輻射，動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)，造血系統(tǒng)，細(xì)胞免疫系統(tǒng)都會(huì)受損，對(duì)遺傳生育也有影響。對(duì)此，世界各國(guó)和一些國(guó)際組織都很重視。我國(guó)已制定了《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》 GB7195-88，《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》GB8702-88等。國(guó)家環(huán)?？偩忠惨颜綄㈦姶泡椛渥鳛橹匾h(huán)境污染指標(biāo)，1998年在全國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)展了電磁輻射環(huán)境污染的調(diào)查，并對(duì)廣播電視，通訊，交通，電力等輻射設(shè)備進(jìn)行了大規(guī)模的電磁環(huán)境治理。
從電磁屏蔽的原理上講，為了在較寬的頻率范圍提高屏蔽效能，屏蔽材料應(yīng)具備高的電導(dǎo)率與磁導(dǎo)率。膨脹石墨(Expanded Graphite,簡(jiǎn)稱(chēng)EG，或稱(chēng)蠕蟲(chóng)石墨)電導(dǎo)率約為 IO3-IO4 S/cm，是碳材料中導(dǎo)電性能最好的一種。Chung(Carbon 33 (1996) 1293_1四4)等人發(fā)現(xiàn)用膨脹石墨制得的柔性石墨具有很高的電磁屏蔽效能，在1-2 GHz范圍內(nèi)電磁屏蔽效能達(dá)到130 dB，但低頻性能不佳。但是由于膨脹石墨密度很低，加之它疏水親油，很難用常規(guī)的方法將添加物均勻地分散到石墨基體中去。前人采用過(guò)濕法將纖維添加到石墨中或機(jī)械和溶液溶解方法來(lái)分散顆粒，但是效果都不太理想。我們前期工作申請(qǐng)的專(zhuān)利(專(zhuān)利號(hào) 200611097444. 7)利用了氣氛還原法，制備出了低頻性能高的復(fù)合材料；但氣氛還原法需要較高的溫度(300-1000°C)，反應(yīng)周期也比較長(zhǎng)(10小時(shí)左右)，在工業(yè)大批量生產(chǎn)中不利
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用液相還原法制備膨脹石墨負(fù)載納米金屬顆粒的石墨基納米金屬?gòu)?fù)合材料，其目的在于公開(kāi)一種納米金屬或合金含量大、納米金屬或合金與膨脹石墨的質(zhì)量比可控、方法不復(fù)雜、可大規(guī)模制備輕質(zhì)石墨基納米金屬?gòu)?fù)合材料的技術(shù)方案。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種制備納米金屬/膨脹石墨抗信息泄漏(電磁屏蔽)材料的方法，具體包括以下步驟步驟1.制備由金屬前驅(qū)物，絡(luò)合劑，堿和相應(yīng)溶劑組成的混合溶液，用PH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)至10-14 ；所述的金屬前驅(qū)物為鐵、鈷、鎳、銅或銀等的醋酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽或氯化物中的一種或數(shù)種混合物；所述絡(luò)合劑為氨水、酒石酸鉀鈉或檸檬酸鈉的一種或其混合物；所述PH調(diào)節(jié)劑為氨水、碳酸氫鈉、氫氧化鉀或氫氧化鈉中的一種或其混合物；所述溶劑為水、 乙醇、丙醇或丙三醇中的一種或數(shù)種混合物；步驟2.將膨脹石墨與步驟(1)中所得溶液混合攪拌均勻，它們的用量是所述溶液中金屬與膨脹石墨的質(zhì)量比為1:99-60:40 ；步驟3.將所得混合物加入還原劑，在25°C -90°C的環(huán)境保持15-120min，然后經(jīng)過(guò)過(guò)濾、清洗除雜以及隔絕氧氣干燥，制得納米金屬/膨脹石墨抗信息泄露復(fù)合材料，所述的還原劑為水合胼、甲醛、葡萄糖、次亞磷酸鈉、硼氫化鈉、硼氫化鉀中的一種或數(shù)種混合物， 還原劑用量按不同反應(yīng)需求保證反應(yīng)完全，水合胼和甲醛摩爾數(shù)一般為金屬摩爾數(shù)的2-6 倍，葡萄糖摩爾數(shù)一般為金屬摩爾數(shù)的2-5倍，次亞磷酸鈉摩爾數(shù)為金屬摩爾數(shù)的1-3倍， 硼氫化鈉和硼氫化鉀用量摩爾數(shù)一般是金屬摩爾數(shù)的1-4倍；采用上述制備方法制備的納米金屬/膨脹石墨抗信息泄漏(電磁屏蔽)材料，它是膨脹石墨負(fù)載50-200nm的銅、金或銀，或者負(fù)載銀和鎳兩種金屬的納米金屬/膨脹石墨抗信息泄漏材料，其中金屬的質(zhì)量含量為1_60%，最優(yōu)選的金屬的質(zhì)量含量為30%。
本發(fā)明考慮到植入納米金屬的實(shí)質(zhì)就是金屬鹽的還原過(guò)程，將液態(tài)還原法引入材料制備過(guò)程中，同樣獲得了低端屏蔽效能良好的材料；尤其銅/膨脹石墨復(fù)合材料在IOMPa壓力下壓制成面密度僅為0. 096g/cm2的片狀，在300kHz處屏蔽效能高達(dá)72. IdB (相當(dāng)于透過(guò)的電磁波能量為入射時(shí)的1/4027)，相對(duì)于原有工藝所獲得的68dB (相當(dāng)于透過(guò)的電磁波能量為入射時(shí)的1/2511)提高了 1.6倍，效果明顯。同時(shí)，液態(tài)還原法所需要的溫度較低 (25-900C )，周期短(30 min左右)，相對(duì)于原工藝大大節(jié)省了反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)能耗，在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中優(yōu)勢(shì)明顯。
本發(fā)明利用膨脹石墨有很大的孔容及相對(duì)較大的比表面積，液相還原法在其中植入納米金屬，制備成的新材料具有更優(yōu)良的電磁性能。同時(shí)，這種材料還具有易成型性，良好的熱和化學(xué)穩(wěn)定性，以及低的熱膨脹系數(shù)。
本發(fā)明制備的復(fù)合材料成形前是粗粉體，可用作填充料，制備無(wú)縫隙的智能彈藥貯存箱。更進(jìn)一步，有望在保證機(jī)械強(qiáng)度的前提下，可降低電磁防護(hù)需要的金屬箱壁厚甚至使用單層箱，大大減輕了重量。且該發(fā)明制備的材料兼具阻燃、避震的功效是智能彈藥、電控電爆彈藥安全貯存的可選包裝材料。
本發(fā)明制備的材料質(zhì)輕，能有效減少電磁屏蔽材料的重量，在火箭一定的情況下， 可提高航天器的有效載荷。且該發(fā)明制備的材料具有柔性，可任意成形為各種復(fù)雜形狀，利于節(jié)約儀器艙空間。
本發(fā)明制備的材料因其輕質(zhì)柔性阻燃等特性，符合飛航武器所需要的條件，可用于降低電磁干擾、提高武器電磁可靠性。
本發(fā)明研制出的初始材料未成形前填充性能好，在寬頻帶內(nèi)電磁屏蔽效能高，同時(shí)具有優(yōu)異的機(jī)械潤(rùn)滑性，可用作導(dǎo)彈天線窗縫隙，按鍵旋鈕孔等處的電磁填充料，以減弱由縫隙透入電子儀器設(shè)備內(nèi)的核致電磁脈沖強(qiáng)度，保護(hù)整個(gè)電子系統(tǒng)。
本發(fā)明制備的材料具有良好的電磁屏蔽效能，且輕質(zhì)易加工，可用于對(duì)電磁環(huán)境的改善和對(duì)生物體、特別是人的電磁保護(hù)。
綜上所述，本發(fā)明方法制備的抗信息泄露材料符合在航空航天、飛航武器、抗信息泄漏、電磁對(duì)抗、電磁兼容等領(lǐng)域，需要新型的寬頻帶、高性能、輕質(zhì)、柔性、易成型的抗信息泄露材料的要求。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)還在于(1)在溶劑中溶解金屬鹽類(lèi)，加入膨脹石墨，分散均勻。
(2)液相還原法省去了氣體還原法所需的高溫條件，降低了生產(chǎn)能耗，反應(yīng)時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，便于大規(guī)模生產(chǎn)。制備出的材料中金屬顆粒均勻、金屬物相單一、含量在大范圍內(nèi)可調(diào)。
(3)制備的復(fù)合材料具有良好的導(dǎo)電性或磁性能，電磁屏蔽效能高。


圖1典型的納米金屬/膨脹石墨復(fù)合材料掃描電子顯微鏡(SEM)照片，其中(a)為純 EG ； (b)為Ni/EG復(fù)合材料；(c)為Cu/EG復(fù)合材料；(d)為Ag/EG復(fù)合材料[(b)，(c)，(d) 分別對(duì)應(yīng)是實(shí)施例中例1，例5和例4的制備材料]。
圖2典型的納米金屬/膨脹石墨復(fù)合材料X射線衍射(XRD)圖譜[(b)，(C)，(d)， (e)分別對(duì)應(yīng)是實(shí)施例中例1，例5，例4和例7的制備材料]。
圖3典型的納米金屬/膨脹石墨復(fù)合材料在IOMPa下被壓制成面密度為0. 096g/ cm2的薄片，按SJ20524-95軍標(biāo)測(cè)得的屏蔽效能曲線(S21曲線)，其中(a)為30%Ni/EG復(fù)合材料，在300kHz處屏蔽效能為70. 2dB ； (b)為30%Cu/EG復(fù)合材料，在300kHz處屏蔽效能為 72. 3dB ； (c)為 30%Ag/EG 復(fù)合材料，在 300kHz 處屏蔽效能為 69. OdB ； (d)為 25%Ni_7%Ag/ EG復(fù)合材料，在300kHz處屏蔽效能為71. IdB ； [(a), (b)，(c), (d)分別對(duì)應(yīng)是實(shí)施例1，實(shí)施例5，實(shí)施例4和實(shí)施例7制備的材料]。
具體實(shí)施例方式為了更好地說(shuō)明本發(fā)明，附實(shí)施例如下。需要強(qiáng)調(diào)的是，實(shí)施例并不意味著本發(fā)明的范圍限制在實(shí)施例敘述的條件內(nèi)，實(shí)施例的目的是進(jìn)一步闡述本發(fā)明的內(nèi)容及可行性。
實(shí)施例1 (1)將19. 39 g硫酸鎳，6. Og酒石酸鉀鈉，8. 8g氫氧化鈉溶解于IOOml水，加入20ml ω =25%的氨水，待溶液澄清，再調(diào)節(jié)至ρΗ=12，而后放入10 g膨脹石墨，攪拌均勻，超聲振蕩 20min。
(2)在所得混合物中加入25ml 80%濃度的水合胼，80°C水浴20min，而后取出用二次蒸餾水和乙醇清洗數(shù)次后過(guò)濾，再放入真空條件中干燥他，得到納米金屬鎳/膨脹石墨復(fù)合材料，其中金屬鎳含量為30% (屏蔽效能300kHz處達(dá)到70. 2dB, IGHz處達(dá)到105dB)。
實(shí)施例2:(1)將11.55 g氯化鈷，4.8 g酒石酸鉀鈉，7.2 g氫氧化鉀溶解于IOOml乙醇，加入 15ml ω =25%的氨水，待溶液澄清，再調(diào)節(jié)至ρΗ=12，而后放入10 g膨脹石墨，攪拌均勻，超聲振蕩30min。
(2)在所得混合物中加入20ml 80%濃度的水合胼，40°C水浴120min，而后取出用二次蒸餾水和乙醇清洗數(shù)次后過(guò)濾，再放入氮?dú)猸h(huán)境中干燥池，得到納米金屬鈷/膨脹石墨復(fù)合材料，其中金屬鈷含量為20% (屏蔽效能300kHz處達(dá)到65dB，IGHz處達(dá)到102dB)。
實(shí)施例3 (1)將48.0 g硝酸鐵，10.0 g酒石酸鉀鈉，11. 2g氫氧化鈉溶解于IOOml丙醇，加入 30ml lmol/L碳酸氫鈉溶液，待溶液澄清，再調(diào)節(jié)至pH=14，而后放入10 g膨脹石墨，攪拌均勻，超聲振蕩15min。
(2)在所得混合物中加入50ml 3mol/L次亞磷酸鈉水溶液，90°C水浴30min，而后取出用二次蒸餾水和乙醇清洗數(shù)次后過(guò)濾，再放入真空條件中干燥4h，得到納米金屬鐵/ 膨脹石墨復(fù)合材料，其中金屬鐵含量為40% (屏蔽效能300kHz處達(dá)到62dB，IGHz處達(dá)到 97. 5dB)。
實(shí)施例4 (1)將5.25 g硝酸銀溶解于IOOml水，加入30ml ω =25%的氨水，待溶液渾濁再澄清， 調(diào)節(jié)至ρΗ=12，而后放入10 g膨脹石墨，攪拌均勻，超聲振蕩20min(2)在所得混合物中加入50ml甲醛或葡萄糖飽和水溶液，40°C水浴15min，而后取出用二次蒸餾水和乙醇清洗數(shù)次后過(guò)濾，再放入氫氣環(huán)境中干燥10h，得到納米金屬銀/膨脹石墨復(fù)合材料，其中金屬銀含量為30%(屏蔽效能300kHz處達(dá)到69. OdB, IGHz處達(dá)到105dB)。
實(shí)施例5 (1)將7.8g硫酸銅，2. 5g氫氧化鈉溶解于IOOml乙醇-水混合溶液(V/V=l/1)，加入適量ω=25%的氨水調(diào)節(jié)至ρΗ=11，而后放入10 g膨脹石墨，攪拌均勻，超聲振蕩20min(2)在所得混合物中加入30ml2 mol/L硼氫化鉀水溶液，70°C水浴120min，而后取出用二次蒸餾水和乙醇清洗數(shù)次后過(guò)濾，再放入真空條件中干燥他，得到納米金屬銅/膨脹石墨復(fù)合材料，其中金屬銅含量為30% (屏蔽效能300kHz處達(dá)到72. 3dB, IGHz處達(dá)到 105dB)。
實(shí)施例6 (1)將61. 55 g醋酸鎳，21. Og檸檬酸鈉，22. 5g氫氧化鉀溶解于IOOml乙醇和丙三醇 (V/V=l/1)混合溶劑中，加入30ml ω =25%的氨水，待溶液澄清，再調(diào)節(jié)至ρΗ=10，而后放入 10 g膨脹石墨，攪拌均勻，超聲振蕩60min。
(2)在所得混合物中加入200ml 3mol/L硼氫化鈉水溶液，80°C水浴60min，而后取出用二次蒸餾水和乙醇清洗數(shù)次后過(guò)濾，再放入氮?dú)?氫氣(V/V=l/1)氣氛環(huán)境中干燥 12h，得到納米金屬鎳/膨脹石墨復(fù)合材料，其中金屬鎳含量為60% (屏蔽效能300kHz處達(dá)到 64. 5dB, IGHz 處達(dá)到 100dB)。
實(shí)施例7 (1)將1.225 g硝酸銀溶解于50ml水，加入IOml ω =25%的氨水，待溶液渾濁再澄清， 調(diào)節(jié)至ρΗ=12，而后放入10 g膨脹石墨，攪拌均勻，超聲振蕩20min。
(2)在所得混合物中加入25ml甲醛或葡萄糖飽和水溶液，40°C水浴15min，而后取出用二次蒸餾水和乙醇清洗數(shù)次后過(guò)濾。
(3)再將14. 0 g硫酸鎳，5. 0 g酒石酸鉀鈉，6. 0 g氫氧化鈉溶解于50ml水，加入 15ml ω =25%的氨水，待溶液澄清，再調(diào)節(jié)至ρΗ=12，而后將步驟(2)所得過(guò)濾物放入，攪拌均勻，超聲振蕩IOmin。
(4)在所得混合物中加入25ml 80%濃度的水合胼，80°C水浴20min，而后取出用二次蒸餾水和乙醇清洗數(shù)次后過(guò)濾，再放入真空條件中干燥他，得到納米金屬銀-鎳/膨脹石墨復(fù)合材料，其中金屬銀含量為7%，鎳含量為25% (屏蔽效能300kHz處達(dá)到71. IdB, IGHz 處達(dá)到105dB)。
實(shí)施例8 (1)將1. 75 g硝酸銀溶解于IOOml水，加入IOml ω =25%的氨水，待溶液渾濁再澄清，7調(diào)節(jié)至pH=12，而后放入10 g膨脹石墨，攪拌均勻，超聲振蕩20min(2)在所得混合物中加入20ml甲醛或葡萄糖水飽和溶液，40°C水浴15min，而后取出用二次蒸餾水和乙醇清洗數(shù)次后過(guò)濾，再放入氫氣環(huán)境中干燥10h，得到納米金屬銀/膨脹石墨復(fù)合材料，其中金屬銀含量為10%(屏蔽效能300kHz處達(dá)到61. 8dB, IGHz處達(dá)到105dB)。
實(shí)施例9 (1)將0.26g硫酸銅，0. 5g氫氧化鈉溶解于IOOml水，加入適量ω =25%的氨水調(diào)節(jié)至 PH=I 1，而后放入10 g膨脹石墨，攪拌均勻，超聲振蕩20min(2)在所得混合物中加入5ml2mol/L硼氫化鉀水溶液，70°C水浴120min，而后取出用二次蒸餾水和乙醇清洗數(shù)次后過(guò)濾，再放入真空條件中干燥他，得到納米金屬銅/膨脹石墨復(fù)合材料，其中金屬銅含量為(屏蔽效能300kHz處達(dá)到55dB，IGHz處達(dá)到103dB)。
實(shí)施例10 (1)將1. 75 g硝酸銀溶解于50ml水，加入15ml ω =25%的氨水，待溶液渾濁再澄清，調(diào)節(jié)至ρΗ=12，而后放入10 g膨脹石墨，攪拌均勻，超聲振蕩20min。
(2)在所得混合物中加入30ml甲醛或葡萄糖飽和水溶液，40°C水浴15min，而后取出用二次蒸餾水和乙醇清洗數(shù)次后過(guò)濾。
(3)再將11. 2 g硫酸鎳，4. 0 g酒石酸鉀鈉，4. 8 g氫氧化鈉溶解于50ml水，加入 IOml ω=25%的氨水，待溶液澄清，再調(diào)節(jié)至pH=12，而后將步驟(2)所得過(guò)濾物放入，攪拌均勻，超聲振蕩IOmin。
(4)在所得混合物中加入20ml 80%濃度水合胼，80°C水浴20min，而后取出用二次蒸餾水和乙醇清洗數(shù)次后過(guò)濾，再放入真空條件中干燥他，得到納米金屬銀-鎳/膨脹石墨復(fù)合材料，其中金屬銀含量為10%，鎳含量為20% (屏蔽效能300kHz處達(dá)到70. 2dB, IGHz 處達(dá)到105dB)。
以上實(shí)施例所用膨脹石墨的制備方法是按300W/g的功率密度，用微波加熱市售(青島興華石墨制品有限公司生產(chǎn))可膨脹石墨(Expandable Graphite) 3min，可膨脹石墨快速膨脹形成膨脹石墨(Expanded Graphite)，膨脹率約250倍。制成的膨脹石墨有豐富的網(wǎng)絡(luò)狀微孔、高表面積，加壓時(shí)可相互自粘接，導(dǎo)電性好。
權(quán)利要求
1.一種制備納米金屬/膨脹石墨抗信息泄漏材料的方法，其特征是具體包括以下步驟步驟1.制備由金屬前驅(qū)物，絡(luò)合劑，堿和相應(yīng)溶劑組成的混合溶液，用PH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)至10-14 ；所述的金屬前驅(qū)物為鐵、鈷、鎳、銅或銀等的醋酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽或氯化物中的一種或數(shù)種混合物；所述絡(luò)合劑為氨水、酒石酸鉀鈉或檸檬酸鈉的一種或其混合物；所述PH調(diào)節(jié)劑為氨水、碳酸氫鈉、氫氧化鉀或氫氧化鈉中的一種或其混合物；所述溶劑為水、 乙醇、丙醇或丙三醇中的一種或數(shù)種混合物；步驟2.將膨脹石墨與步驟1中所得溶液混合攪拌均勻，它們的用量是所述溶液中金屬與膨脹石墨的質(zhì)量比為1:99-60:40 ；步驟3.將步驟2所得混合物加入還原劑，在25°C -90°C的環(huán)境保持15-120min，然后經(jīng)過(guò)過(guò)濾、清洗除雜以及隔絕氧氣干燥，制得納米金屬/膨脹石墨抗信息泄露復(fù)合材料，所述的還原劑為水合胼、甲醛、葡萄糖、次亞磷酸鈉、硼氫化鈉或硼氫化鉀中的一種或數(shù)種混合物，還原劑用量按不同反應(yīng)需求保證反應(yīng)完全。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是步驟3所述的還原劑的用量是水合胼或甲醛摩爾數(shù)為金屬摩爾數(shù)的2-6倍；葡萄糖摩爾數(shù)為金屬摩爾數(shù)的2-5倍；次亞磷酸鈉摩爾數(shù)為金屬摩爾數(shù)的1-3倍，硼氫化鈉或硼氫化鉀用量摩爾數(shù)金屬摩爾數(shù)的1-4倍。
3.采用權(quán)利要求1所述的制備方法制備的納米金屬/膨脹石墨抗信息泄漏材料，其特征是它是膨脹石墨負(fù)載50-200nm的銅、金或銀，或者負(fù)載銀和鎳兩種金屬的納米金屬/膨脹石墨抗信息泄漏材料，其中金屬的質(zhì)量含量為1_60%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米金屬/膨脹石墨抗信息泄漏材料，其特征是所述的金屬的質(zhì)量含量為30%。
全文摘要
一種制備納米金屬/膨脹石墨抗信息泄漏材料的方法，它是將由金屬鹽，絡(luò)合劑，堿和相應(yīng)溶劑組成的混合溶液，用堿調(diào)節(jié)pH至10-14，加入膨脹石墨，攪拌均勻，所述的金屬鹽是鐵、鈷、鎳、銅或銀等的可溶性鹽，將所得混合物加入還原劑，在25-90℃的環(huán)境保持15-120min，然后過(guò)濾、清洗除雜以及隔絕氧氣干燥，制得納米金屬/膨脹石墨抗信息泄露復(fù)合材料。該方法制備的是膨脹石墨負(fù)載50-200nm的金屬鐵、鈷、鎳、銅或銀，或者負(fù)載銀和鎳兩種金屬的納米金屬/膨脹石墨抗信息泄漏材料，其中金屬的質(zhì)量含量為1-60%。本發(fā)明液相還原法省去了氣體還原法所需的高溫條件，降低了能耗，反應(yīng)時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，便于大規(guī)模生產(chǎn)。制得的材料金屬顆粒均勻、金屬物相單一。
文檔編號(hào)B22F9/24GK102513547SQ20111045033
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者劉偉, 唐濤, 楊健, 黃潤(rùn)生, 黃玉安 申請(qǐng)人:南京大學(xué)