[发明专利]一种石墨片表面镀镍纳米颗粒的方法

说明书

本发明属于纳米材料制备技术领域，公开了一种石墨片表面镀镍纳米颗粒的方法。将石墨片放入马弗炉中煅烧，再经除油处理，粗化处理，敏化处理，活化处理，还原处理，然后将还原处理过的石墨片加入到镀液中，经反应，得到镀镍纳米颗粒的石墨片。本发明对传统的化学镀镍法进行改进优化，避免了干扰因素的影响，能在石墨片上镀覆大小相同、分散均匀的镍纳米颗粒。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种石墨片表面镀镍纳米颗粒的方法。

背景技术

石墨具有密度低、成本低和较高的导电导热性能，除此之外，石墨还具有优异的润滑性能和很好的热稳定性和耐腐蚀性，因此，石墨常作为固体润滑剂添加到金属基体中以提高材料的减摩耐磨性能。但是，石墨与金属基体的润湿性较差且石墨容易团聚，从而造成两者界面结合处存在大量的孔隙以及割裂金属基体的连续性，导致材料的硬度和强度等力学性能有所下降。为此，许多学者对石墨表面进行金属化以改善石墨与金属基体的界面结构和润湿性以及石墨在基体中的分散性能，以此提高两者的结合力，最终提高材料的力学性能。

目前常用的石墨表面金属化方法主要有化学镀、电镀、溅射镀等，其中化学镀因易于操作、工艺简单、镀覆能力强而被广泛采用。镍与铜、铁、铬等金属互溶性较好且耐高温、耐腐蚀。但是，镀层容易团聚、厚度不均匀，镀层品质急需提高。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种石墨片表面镀镍纳米颗粒的方法，该方法易于操作、工艺简单且获得的石墨片表面均匀分散着粒径相同的镍纳米颗粒，提高了石墨片在金属基体中的分散性和与基体的结合性能，解决了镀层容易团聚、厚度不均匀的现象。

一种石墨片表面镀镍纳米颗粒的方法，包括下列步骤：

(1)将石墨片放入马弗炉中煅烧以去除石墨片表面的光刻胶和吸附的水汽；

(2)除油处理：配制由NaOH、Na₂CO₃和Na₃PO₄·12H₂O组成的碱溶液，将步骤(1)处理的石墨片加入碱溶液中并在水浴锅中进行机械搅拌，温度为50-60℃，时间为20-30min，搅拌速度为350-400rpm，最后经真空抽滤，并用去离子水将石墨片洗涤至中性；

(3)粗化处理：将步骤(2)处理的石墨片加入质量分数60％-68％的HNO₃中处理8-10min，经真空抽滤、去离子水洗涤至中性；

(4)敏化处理：将步骤(3)处理的石墨片加入到SnCl₂·2H₂O和HCl组成的混合溶液中，并施以强烈搅拌，温度20-30℃，搅拌时间20-30min，搅拌速度为400-450rpm，最后经真空抽滤、去离子水洗涤至中性；

(5)活化处理：将步骤(4)处理的石墨片加入到的PdCl₂和HCl组成的混合溶液中并进行搅拌，温度20-30℃，搅拌时间20-30min，搅拌速度为350-400rpm，最后经真空抽滤、去离子水洗涤至中性；

(6)还原处理：将步骤(5)处理的石墨片加入到30-50g/L的NaH₂PO₂·H₂O溶液中并进行搅拌，温度20-30℃，搅拌时间20-30min，搅拌速度为350-400rpm，最后经真空抽滤、去离子水洗涤至中性；

(7)配制镀液：镀液由主盐NiSO₄·6H₂O、还原剂NaH₂PO₂·H₂O、络合剂Na₃C₆H₅O₇和NH₄Cl组成；