[发明专利]石墨烯负载镍纳米粒子复合结构及其制备方法

说明书

一种石墨烯负载镍纳米粒子复合结构及其制备方法，属于石墨烯领域。石墨烯负载镍纳米粒子复合结构包括设置有氮化铝纳米线的基底、金属箔层和散热层，散热层的组成包括表面负载有镍纳米粒子的片状石墨烯。石墨烯负载镍纳米粒子复合结构的制备方法，其包括以下步骤：通过氧化还原法制备表面负载有镍纳米粒子的片状石墨烯；在基底的负载面上制备氮化铝纳米线，将金属箔层粘贴至基底；将制备的片状石墨烯、载体树脂以及填充剂充分混合制得胶状混合物，将胶状混合物涂覆至金属箔层经固化后制得散热层。上述石墨烯负载镍纳米粒子复合结构应用在小型化或便携式设备上，能够提高传热效率，进而提高设备的散热性能。

技术领域

本发明涉及石墨烯领域，具体而言，涉及一种石墨烯负载镍纳米粒子复合结构及其制备方法。

背景技术

由于各种电子设备的高度集成化，其体积不断缩小。而这些电子设备在使用时会产生较多的热量。因此，如何有效地将热量导出，而耗散是一个难题。

现有技术中，通常使用机械设备进行强制降温操作。例如，通过加装风扇。然而，风扇的体积决定了其并不能被应用于小型化或便携式设备。还有一些尝试期望通过改变设备的材质来提高导热，然而，在很多情况下，设备制造商并不希望且也通常并不能随意地改变设备的材质。因此，如何更好地提高设备的散热性能就是设计者不得不面对的一个难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯负载镍纳米粒子复合结构，其应用在小型化或便携式设备上，能够提高传热效率，进而提高设备的散热性能。

本发明的另一目的在于提供一种石墨烯负载镍纳米粒子复合结构的制备方法，制得的石墨烯负载镍纳米粒子复合结构应用在小型化或便携式设备上，能够提高传热效率，进而提高设备的散热性能；同时在制备石墨烯负载镍纳米粒子复合结构的过程中，采用乙二胺枝接氧化石墨烯，提高了镍离子在氧化石墨烯上的附着量和均匀程度，最终制得的镍纳米粒子均匀负载在片状石墨烯上，有利于最终石墨烯负载镍纳米粒子复合结构的传热性能。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。

本发明提出了一种石墨烯负载镍纳米粒子复合结构的制备方法。该石墨烯负载镍纳米粒子复合结构包括：

基底，导热的基底具有用于接触热源的接触面和负载面，负载面具有氮化铝纳米线阵列；

金属箔层，金属箔层通过导热胶层连接至负载面并覆盖氮化铝纳米线阵列，导热胶层为导热硅胶，导热硅胶的厚度为2-8μm；导热系数5-6W/mk，剥离强度在7-9N/cm；

散热层，由石墨烯材料构成的散热层覆盖于金属箔层，石墨烯材料包括片状石墨烯、载体树脂以及填充剂，片状石墨烯均匀分散于载体树脂和填充剂中，片状石墨烯表面负载有镍纳米粒子，且镍纳米粒子的负载量为片状石墨烯重量的2.5-4％；

石墨烯负载镍纳米粒子复合结构的制备方法包括以下步骤：

步骤S1：通过氧化还原法制备表面负载有镍纳米粒子的片状石墨烯；

步骤S2：采用水热法在基底的负载面上制备氮化铝纳米线，在负载面上涂覆导热硅胶，并将金属箔层粘贴至导热硅胶；

步骤S3：将步骤S1制备的片状石墨烯、载体树脂以及填充剂充分混合制得胶状混合物，将胶状混合物涂覆至金属箔层经固化后制得散热层；

其中，步骤S1包括以下步骤：

表面氧化：在浓度为0.1-2mg/mL的氧化石墨烯第一溶液中添加双氧水后进行超声制得氧化石墨烯第二溶液；

接枝处理：添加乙二胺和金属镍盐到氧化石墨烯第二溶液中，升温至100-120℃后，搅拌反应20-36h，制得混合溶液；