[发明专利]一种纳米碳包覆铜粉的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米碳包覆铜粉的制备方法，步骤包括：1)将聚丙烯腈粉末添加到溶剂中，充分搅拌均匀后得到聚丙烯腈溶液；2)先用稀硫酸对铜粉进行酸洗处理，再用蒸馏水对酸洗后的铜粉反复清洗；将酸洗、水洗完成后的铜粉放入真空干燥箱中，烘干后得到表面干净的铜粉；称取干净的铜粉添加到聚丙烯腈溶液中，进行电磁搅拌，得到混合物；3)对富碳材料进行预氧化，将混合物置入不锈钢反应釜中，进行预氧化处理；4)对富碳材料高温裂解、制备纳米碳包覆铜粉，完成预氧化处理后，往抽真空处理后的不锈钢反应釜中充入惰性气体，进行碳化处理，冷却至室温后得到纳米碳包覆的铜粉。本发明的方法简单易行，导电性更好。

技术领域

本发明属于粉末工程技术领域，涉及一种纳米碳包覆铜粉的制备方法。

背景技术

随着人类社会的发展和科学技术的进步，在能源、化工和微电子等领域，由于对电子元件的导电性能和传热效率要求的提高，使得传统材料难以满足技术发展的需要，因此需要研制具有优良的导电性能、热导率高且稳定性好的新材料。

超细铜粉是纳米铜材不可缺少的基础原料，具有导电率好、强度高、比表面积大等特点。广泛用于导电胶、导电浆料和电极材料，研究发现还可用于制作催化剂、润滑油添加剂，甚至可以用于治疗骨质疏松、骨折等，近年来作为一种新型材料受到广泛的关注。但由于超细铜粒子处于高度活化的状态，具有极高的活性以及微粒间存在各种吸附力使铜粉极易形成团聚体。超细铜粉对所处环境非常敏感，极易与环境中的气体、液体分子发生反应使暴露在空气中的铜粉表面被氧化，给存储和使用带来了很大的困难。

纳米碳包覆技术是在金属粒子表层包覆一层性质相对稳定的碳层技术，将纳米碳材料通过特定方式加入到传统的金属材料中形成具有壳核结构的纳米碳包覆金属材料，从而使金属粒子不会受到环境的影响而发生物理化学反应，并且外壳纳米粒子能有效地改善内核粒子的表面电性以及表面活性，使这些金属颗粒表面获得新的物理、化学和力学性能，还可以改善颗粒与其他物质之间的相容性。这种特殊的壳核结构既可以利用表面碳层的特殊性能，还可以发挥内核金属材料的独有的性能，综合了单一组分材料的优异性能，纳米碳包覆技术在电学、传热学、磁学和光学领域有着巨大的研究价值和应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米碳包覆铜粉的制备方法，解决现有技术在铜粉的使用和存储过程中铜粉易团聚和抗氧化性变差，影响铜粉导电性能的问题。

本发明采用的技术方案是，一种纳米碳包覆铜粉的制备方法，按照以下步骤实施：

步骤1：配制聚丙烯腈溶液

将聚丙烯腈粉末添加到溶剂中，在60℃～80℃充分搅拌均匀后得到聚丙烯腈溶液，其中聚丙烯腈的质量浓度为5％～25％；

步骤2：包覆富碳材料

取粒径为0.1μm～10μm的铜粉，先用质量浓度为2％～8％的稀硫酸对铜粉进行酸洗处理，去除表面的氧化物薄膜，再用蒸馏水对酸洗后的铜粉反复清洗，直至用来清洗铜粉的蒸馏水被氯化钡检测时得不到白色沉淀为止；将酸洗、水洗完成后的铜粉放入真空干燥箱中，在40℃～80℃保温2-3h，烘干后得到表面干净的铜粉；

称取干净的铜粉添加到聚丙烯腈溶液中，进行电磁搅拌，使铜粉和聚丙烯腈溶液均匀混合，得到混合物；

步骤3：对富碳材料进行预氧化

将步骤2中得到的混合物置入不锈钢反应釜中，进行预氧化处理；

步骤4：对富碳材料高温裂解、制备纳米碳包覆铜粉

完成预氧化处理后，对不锈钢反应釜进行抽真空处理使真空度达到1×10^-1mpa～1×10^-3mpa，再往不锈钢反应釜中充入高纯度的惰性气体，进行碳化处理，使聚丙烯腈中的碳原子高温裂解成二维层面的碳网结构并均匀地包覆在铜粉表面，冷却至室温后得到纳米碳包覆的铜粉。