一种高性能导热材料的制备方法与流程

文档序号:15466622发布日期:2018-09-18 19:27阅读:254来源:国知局

本发明涉及新材料技术领域,具体为一种高性能导热材料的制备方法。



背景技术:

导热材料是一种新型工业材料,这些材料是近年来针对设备的热传导要求而设计的,性能优异、可靠,它们适合各种环境和要求,对可能出现的导热问题都有妥善的对策,对设备的高度集成,以及超小超薄提供了有力的帮助,该导热产品已经越来越多的应用到许多产品中,提高了产品的可靠性。

石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料,用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯。

现有大部分的导热材料,在制作过程中,在加入浓硫酸等一些有毒气体时,会产生大量的有毒气体比如四氧化二氮、二氧化氯等,在产生有毒气体时,会对周围的环境造成威胁,大量的有毒气体散发到空气中,影响周围人群的健康。



技术实现要素:

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足,本发明提供了一种高性能导热材料的制备方法,具备导热效果好、产生有毒气体少等优点,解决了大部分的导热材料,在制作过程中,在加入浓硫酸等一些有毒气体时,会产生大量的有毒气体比如四氧化二氮、二氧化氯等,在产生有毒气体时,会对周围的环境造成威胁,大量的有毒气体散发到空气中,影响周围人群的健康的问题。

(二)技术方案

为实现上述导热效果好、产生有毒气体少的目的,本发明提供如下技术方案:一种高性能导热材料的制备方法,包括导热材料,所述导热材料是由石墨、浓硫酸、双氧水、硝酸钾、氧化剂、去离子水、过氧化氢溶液、磷酸、氯化氢、高锰酸钾组成,包括以下操作步骤:

第一步:实验设备和加热装置的选择和放置

选择一个环境良好的化学实验室,在实验室内选择一个烧杯,在烧杯的底部放置与实验需求相匹配的加热装置,然后准备好实验时,需要用到的原材料摆放整齐,防止在实验过程中,发生混乱影响实验的效果;

第二步:寻找制备的原材料和反应的比例

将浓硫酸和双氧水放入到聚合釜中,经过搅拌混合后得到酸溶液,将石墨放入得到的酸溶液内,使酸分子插层到石墨的夹层中,得到石墨层间化合物,可膨石墨,然后将可膨石墨在氩气的保护下快速加热到900℃,石墨夹层中的酸分子急速分解企划呈水蒸气和二氧化碳,将层片膨胀开,得到膨胀石墨,石墨层片可在垂直方向上会膨胀几十倍;

第三步导热材料的反应

用膨胀石墨做成石墨粉,准备石墨粉,浓硫酸和磷酸和的高锰酸钾,将石墨粉、浓硫酸和磷酸放入烧杯中,然后向烧杯中倒入适量的冰水,经过磁力搅拌后,在加入6g的高锰酸钾,在冰水中搅拌1个小时,然后将烧杯中的冰水加热至50摄氏度,然后向烧杯中加水,当烧杯中的水加热,搅拌十五分钟,烧杯进行保温反应;

第四步导热材料的制成

将烧杯中的产物,倒入冰水中,一边搅拌一边加适量的双氧水,直至溶液变成金黄色,然后把产物放入离心机中进行搅拌30分钟,过滤其中的杂质,然后向液体中加入氯化氢,把产物倒入去离子水中漂洗到中性,把得到的粉末再次分散到水中超声8个小时,过滤完黑色残留物后得到悬浮液,然后在80摄氏度的环境中干燥24h,即得到氧化石墨。

优选的,所述离心机在搅拌过程中的转速为7200转,所述加入去离子水漂洗的PH值约为七。

优选的,所述石墨粉的份量为2g,所述浓硫酸的份量为九份,所述磷酸的份量为一份所述高锰酸钾的份量为50g。

优选的,所述烧杯中的水应加热至90-100摄氏度,所述烧杯应在良好的环境中保温二十四小时。

优选的,所述加入四毫升的氧化石墨水溶液,超声搅拌3h,即可得到均匀稳定分散在水中的氧化石墨烯胶体,然后生成导热材料。

优选的,所述高锰酸钾一次加入的份量为6g,所述高锰酸钾加入的次数为三次。

(三)有益效果

与现有技术相比,本发明提供了一种高性能导热材料的制备方法,具备以下有益效果:

1、该高性能导热材料的制备方法,通过浓硫酸和双氧水的作用,经过搅拌后能得到酸溶液,将石墨放入酸溶液中,会加快石墨的反应,酸化后溶液会渗入到石墨的夹层中,便于石墨的氧化,利用氧化剂的作用,加快石墨粉在水中的氧化反应,利用去离子水的作用,可将酸化后的石墨粉漂洗,利用磷酸的作用,可以降低在生成导热材料时,产生大量的有毒气体,防止有毒气体散发到空气中,影响周围人群和生态环境的健康。

2、该高性能导热材料的制备方法,通过氯化氢的作用,使得导热材料易溶于水,利用石墨的作用,可以增加导热材料的导热性能,可以替代传统的导热材料,提高了导热材料的适用性和实用性。

具体实施方式

基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案:一种高性能导热材料的制备方法,包括导热材料,导热材料是由石墨、浓硫酸、双氧水、硝酸钾、氧化剂、去离子水、过氧化氢溶液、磷酸、氯化氢、高锰酸钾组成,包括以下操作步骤:

第一步:实验设备和加热装置的选择和放置

选择一个环境良好的化学实验室,在实验室内选择一个烧杯,在烧杯的底部放置与实验需求相匹配的加热装置,然后准备好实验时,需要用到的原材料摆放整齐,防止在实验过程中,发生混乱影响实验的效果;

第二步:寻找制备的原材料和反应的比例

将浓硫酸和双氧水放入到聚合釜中,经过搅拌混合后得到酸溶液,将石墨放入得到的酸溶液内,使酸分子插层到石墨的夹层中,得到石墨层间化合物,可膨石墨,然后将可膨石墨在氩气的保护下快速加热到900℃,石墨夹层中的酸分子急速分解企划呈水蒸气和二氧化碳,将层片膨胀开,得到膨胀石墨,石墨层片可在垂直方向上会膨胀几十倍;

第三步导热材料的反应

用膨胀石墨做成石墨粉,准备石墨粉,浓硫酸和磷酸和的高锰酸钾,将石墨粉、浓硫酸和磷酸放入烧杯中,然后向烧杯中倒入适量的冰水,经过磁力搅拌后,在加入6g的高锰酸钾,在冰水中搅拌1个小时,然后将烧杯中的冰水加热至50摄氏度,然后向烧杯中加水,当烧杯中的水加热,搅拌十五分钟,烧杯进行保温反应;

第四步导热材料的制成

将烧杯中的产物,倒入冰水中,一边搅拌一边加适量的双氧水,经过搅拌后能得到酸溶液,将石墨放入酸溶液中,会加快石墨的反应,酸化后溶液会渗入到石墨的夹层中,便于石墨的氧化,直至溶液变成金黄色,然后把产物放入离心机中进行搅拌30分钟,过滤其中的杂质,然后向液体中加入氯化氢,把产物倒入去离子水中漂洗到中性,把得到的粉末再次分散到水中超声8个小时,过滤完黑色残留物后得到悬浮液,然后在80摄氏度的环境中干燥24h,即得到氧化石墨,离心机在搅拌过程中的转速为7200转,加入去离子水漂洗的PH值约为七,可将酸化后的石墨粉漂洗,利用磷酸的作用,可以降低在生成导热材料时,产生大量的有毒气体,防止有毒气体散发到空气中,影响周围人群和生态环境的健康,石墨粉的份量为2g,浓硫酸的份量为九份,磷酸的份量为一份高锰酸钾的份量为50g,烧杯中的水应加热至90-100摄氏度,烧杯应在良好的环境中保温二十四小时,加入四毫升的氧化石墨水溶液,超声搅拌3h,即可得到均匀稳定分散在水中的氧化石墨烯胶体,然后生成导热材料,高锰酸钾一次加入的份量为6g,高锰酸钾加入的次数为三次,加快石墨粉在水中的氧化反应,使得导热材料易溶于水,利用石墨的作用,可以增加导热材料的导热性能,可以替代传统的导热材料,提高了导热材料的适用性和实用性。

实施例1

一种高性能导热材料的制备方法,包括导热材料,所述导热材料是由石墨、浓硫酸、双氧水、硝酸钾、氧化剂、去离子水、过氧化氢溶液、磷酸、氯化氢、高锰酸钾组成,包括以下操作步骤:

第一步:实验设备和加热装置的选择和放置

选择一个环境良好的化学实验室,在实验室内选择一个烧杯,在烧杯的底部放置与实验需求相匹配的加热装置,然后准备好实验时,需要用到的原材料摆放整齐,防止在实验过程中,发生混乱影响实验的效果;

第二步:寻找制备的原材料和反应的比例

将浓硫酸和双氧水放入到聚合釜中,经过搅拌混合后得到酸溶液,将石墨放入得到的酸溶液内,使酸分子插层到石墨的夹层中,得到石墨层间化合物,可膨石墨,然后将可膨石墨在氩气的保护下快速加热到900℃,石墨夹层中的酸分子急速分解企划呈水蒸气和二氧化碳,将层片膨胀开,得到膨胀石墨,石墨层片可在垂直方向上会膨胀几十倍;

第三步导热材料的反应

用膨胀石墨做成石墨粉,准备石墨粉,浓硫酸和磷酸和的高锰酸钾,将石墨粉、浓硫酸和磷酸放入烧杯中,然后向烧杯中倒入适量的冰水,经过磁力搅拌后,在加入7g的高锰酸钾,在冰水中搅拌30分钟,然后将烧杯中的冰水加热至50摄氏度,然后向烧杯中加水,当烧杯中的水加热,搅拌十五分钟,烧杯进行保温反应;

第四步导热材料的制成

将烧杯中的产物,倒入冰水中,一边搅拌一边加适量的双氧水,经过搅拌后能得到酸溶液,将石墨放入酸溶液中,会加快石墨的反应,酸化后溶液会渗入到石墨的夹层中,便于石墨的氧化,直至溶液变成金黄色,然后把产物放入离心机中进行搅拌30分钟,过滤其中的杂质,然后向液体中加入氯化氢,把产物倒入去离子水中漂洗到中性,把得到的粉末再次分散到水中超声8个小时,过滤完黑色残留物后得到悬浮液,然后在80摄氏度的环境中干燥24h,即得到氧化石墨。

实施例2

一种高性能导热材料的制备方法,包括导热材料,所述导热材料是由石墨、浓硫酸、双氧水、硝酸钾、氧化剂、去离子水、过氧化氢溶液、磷酸、氯化氢、高锰酸钾组成,包括以下操作步骤:

第一步:实验设备和加热装置的选择和放置

选择一个环境良好的化学实验室,在实验室内选择一个烧杯,在烧杯的底部放置与实验需求相匹配的加热装置,然后准备好实验时,需要用到的原材料摆放整齐,防止在实验过程中,发生混乱影响实验的效果;

第二步:寻找制备的原材料和反应的比例

将浓硫酸和双氧水放入到聚合釜中,经过搅拌混合后得到酸溶液,将石墨放入得到的酸溶液内,使酸分子插层到石墨的夹层中,得到石墨层间化合物,可膨石墨,然后将可膨石墨在氩气的保护下快速加热到900℃,石墨夹层中的酸分子急速分解企划呈水蒸气和二氧化碳,将层片膨胀开,得到膨胀石墨,石墨层片可在垂直方向上会膨胀几十倍;

第三步导热材料的反应

用膨胀石墨做成石墨粉,准备石墨粉,浓硫酸和磷酸和的高锰酸钾,将石墨粉、浓硫酸和磷酸放入烧杯中,然后向烧杯中倒入适量的冰水,经过磁力搅拌后,在加入6g的高锰酸钾,在冰水中搅拌1个小时,然后将烧杯中的冰水加热至50摄氏度,然后向烧杯中加水,当烧杯中的水加热,搅拌十五分钟,烧杯进行保温反应;

第四步导热材料的制成

将烧杯中的产物,倒入冰水中,一边搅拌一边加适量的双氧水,经过搅拌后能得到酸溶液,将石墨放入酸溶液中,会加快石墨的反应,酸化后溶液会渗入到石墨的夹层中,便于石墨的氧化,直至溶液变成金黄色,然后把产物放入离心机中进行搅拌30分钟,过滤其中的杂质,然后向液体中加入氯化氢,把产物倒入去离子水中漂洗到中性,把得到的粉末再次分散到水中超声7个小时,过滤完黑色残留物后得到悬浮液,然后在80摄氏度的环境中干燥13小时,即得到氧化石墨。

综上所述,该通过浓硫酸和双氧水的作用,经过搅拌后能得到酸溶液,将石墨放入酸溶液中,会加快石墨的反应,酸化后溶液会渗入到石墨的夹层中,便于石墨的氧化,利用氧化剂的作用,加快石墨粉在水中的氧化反应,利用去离子水的作用,可将酸化后的石墨粉漂洗,利用磷酸的作用,可以降低在生成导热材料时,产生大量的有毒气体,防止有毒气体散发到空气中,影响周围人群和生态环境的健康;通过氯化氢的作用,使得导热材料易溶于水,利用石墨的作用,可以增加导热材料的导热性能,可以替代传统的导热材料,提高了导热材料的适用性和实用性;解决了大部分的导热材料,在制作过程中,在加入浓硫酸等一些有毒气体时,会产生大量的有毒气体比如四氧化二氮、二氧化氯等,在产生有毒气体时,会对周围的环境造成威胁,大量的有毒气体散发到空气中,影响周围人群的健康的问题。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1