[发明专利]一种复合rGO与铜纳米线制备低感度叠氮化铜的方法

说明书

本发明公开了一种复合rGO与铜纳米线制备低感度叠氮化铜的方法，首先利用液相还原法，制备铜纳米线，将氧化石墨烯在合成铜纳米线的过程中加入，利用水热法，以儿茶酸为还原剂，将制得的铜纳米线/还原氧化石墨烯复合材料制备成电泳液，以石墨为阳极，以硅片为阴极，进行电泳沉积实验，沉积在硅片表面，再进行叠氮化，制得复合rGO与铜纳米线制备低感度叠氮化铜。本发明的制备方法可以有效降低外力对反应产物的影响，提高安全与可靠性。以叠氮化钠和硝酸为反应物，采用的装置简单，叠氮化效率更高。利用碳材料减少静电电荷在复合材料上的积累，从而达到降低叠氮化铜静电感度的目的，同时不影响其优异的起爆性能。

技术领域

本发明涉及微纳米含能材料制备领域，特别是一种复合rGO与铜纳米线制备低感度叠氮化铜的方法。

背景技术

叠氮化铜是一种极其敏感的起爆药，起爆泰安所需的极限药量为0.4mg，是叠氮化铅的六分之一，可以极大的减少装药量，能够提高武器安全性，降低输入能量，满足微小型火工品的需求。另外，铜离子属于环境友好型材料，相对于铅离子等其他重金属离子，可以减少有害物质的生成，对环境起到保护作用。但是叠氮化铜由于极高的敏感性，曾经是一种严格禁用的起爆药。因此，如何降低叠氮化铜的感度，以及在装药密度、强度、感度控制、能量密度控制等方面进行进一步的优化和提高，是需要亟待解决的问题。

2007年，Jason等人制备出纳米或微米级孔隙率，并且具有高度一致性的叠氮化铜起爆药层，能与MEMS工艺相兼容。2014年，叶迎华，李娜等人公开了一种用于合成叠氮化铜的方法及装置。以期解决叠氮化铜合成时危险性高的问题，为新型绿色起爆药的制备提供新工艺和新技术。2015年，中国兵器工业第二一三所王燕兰等人，采用了原位反应法，将叠氮化铜填充在碳纳米管阵列当中，采用电化学沉积法在碳纳米管壁内填充纳米金属铜，再利用气-固原位反应，获得填充有叠氮化铜的碳纳米管阵列。

2016年，Wang等人将金属有机骨架(Metal-Organic Framework,MOF)材料经过高温碳化得到的碳骨架均匀包覆铜的多孔碳复合材料，并通过铜和叠氮化氢气体的叠氮化反应原位制备叠氮化铜，得到碳骨架均匀包覆叠氮化铜的多孔碳复合含能材料，并将其作为起爆药测试其含能特性。该复合含能材料实现了稳定的静电感度，良好的火焰感度，高填充密度，高的反应热和优异的起爆性能，它优异的性能超越了大多数起爆药。这种制备方法简单、经济可行并具有可扩展性，而且可以避免在物理混合和其他步骤中发生意外爆炸的危险。结果表明该材料可以基本满足在军事和民用爆破技术中的实际应用。

发明内容

本发明提供一种复合rGO与铜纳米线制备低感度叠氮化铜的方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种复合rGO与铜纳米线制备低感度叠氮化铜的方法，在合成铜纳米线的过程中加入氧化石墨烯，利用水热法，以儿茶酸为还原剂，在氧化石墨烯被还原的同时将铜离子还原成铜纳米线，制备由还原氧化石墨烯修饰的铜纳米线，利用电化学沉积的方法将制备得到的复合材料沉积在导电基底上，通过气-固相叠氮化反应，制备出叠氮化铜/rGO复合含能材料。

进一步的，叠氮化铜/rGO复合含能材料中，rGO的质量含量为10％-30％。

具体包括如下步骤：

步骤1：配制NaOH溶液、Cu(NO₃)₂溶液，将氧化石墨烯超声分散在水中，将Cu(NO₃)₂溶液加入到氧化石墨烯水溶液中，使用磁力搅拌，使溶液由浅蓝色变为浅棕色；加入EDA，继续搅拌至溶液变为紫色；

步骤2：将混合溶液加入到装有NaOH的三口烧瓶中，继续搅拌至溶液变为蓝色，水浴加热；

步骤3：向反应溶液中加入儿茶素水合物，超声，溶液由蓝色变为深灰色，将三口烧瓶水浴加热；