【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及碳納米材料，具體涉及一種碳-金屬復合薄膜及其制備方法、應用。
技術介紹
1、納米材料可按照宏觀結構分為納米膜、納米纖維、納米多層膜和納米塊等；按空間形態分為納米棒和納米管等，二維納米超薄膜、多層膜和三維納米塊等。納米材料的制備方法可依據原料物質狀態分為氣相法、液相法和固相法。其中，氣相法包括氣相蒸發法、化學氣相沉積法和化學氣相凝聚法等，其中化學氣相沉積法得到的納米材料具有純度高、粒徑小、分散性好、化學反應活性高的優點，對比液相法更好制備出難以制備的金屬、碳化物超微粒。
2、金屬鐵、鎳及其合金的納米顆粒，在電子、光電子等領域具有諸多的應用，其具有的電磁屏蔽具有重要作用。電磁屏蔽是指通過使用各種材料和技術來阻擋或減少電磁波的傳播和干擾，以保護電子設備和系統免受電磁干擾(emi)和電磁輻射(emr)的影響。這個領域在通信、消費電子、軍事、醫療等多個行業中都具有重要意義。金屬納米粒子因具有特殊體積和表面效應使其對所處環境中的溫度、光照、磁場等特別敏感，其穩定性需要特別重視。為此，人們對金屬鐵、鎳納米粒子的表面進行修飾，包括表面活性劑改性、偶聯劑改性、表面接枝改性等，但是這些改性方法均表現為一定程度的時效性，不長久。同時，由于金屬納米粒子的比表面積較高，一層較薄的表面氧化膜也會引起一部分體積發生氧化，導致單位體積或單位質量金屬納米粒子活性總量的下降，從而阻礙了金屬納米粒子獨特性能的充分發揮。目前，人們可以通過電弧放電法對金屬納米粒子進行包覆，但此方法存在副產物，純度低，效率不高，且制備所用的設備復雜，耗能大，成本
3、中國專利cn103921520a公開了一種碳納米管薄膜復合材料，將功能材料沉積在碳納米管薄膜上作為底層，在其上通過粘結劑疊放一層或者多層碳納米管薄膜作為中間層，在中間層上通過粘結劑疊放一層含有功能材料沉積的碳納米管薄膜，制備得到的碳納米管薄膜復合材料具有一定的導電、導熱和導磁能力；但是由于層層之間的粘結劑的作用，會導致導電、導熱和導磁能力降低，層數越多，影響越大。
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題，本專利技術提供了一種碳-金屬復合薄膜及其制備方法、應用，解決了現有技術中碳-金屬復合薄膜制備成本較高、效率不高和電磁屏蔽性能有待進一步提升的問題。
2、為了實現上述目的，本專利技術提供了一種碳-金屬復合薄膜的制備方法，包括以下步驟：
3、步驟(1)將清洗后的金屬薄膜放置在石英舟中間，推至一體式雙溫區高溫爐的左溫區中心，通入惰性氣體，排出石英管內剩余氧或水蒸氣；通入惰性氣體和氫氣的混合氣氛并保持一段時間；通入c源氣體，一體式雙溫區高溫爐進行加熱生長，生長完成；停止通入c源氣體，冷卻，將石英舟移出，得到金屬薄膜i；
4、步驟(2)將金屬薄膜i正面向上平放于刻蝕溶液的液面上，進行刻蝕，刻蝕后剩下的薄膜進行洗滌，用氮氣吹干，得到金屬薄膜ii；
5、步驟(3)在氮氣氛圍下，將金屬薄膜ii加入酸性溶液中，加入苯胺和aps，攪拌，反應，反應結束后，抽濾，洗滌，干燥，得到碳-金屬復合薄膜。
6、優選地，步驟(1)中，金屬薄膜中金屬為fe或者ni。
7、優選地，步驟(1)中，金屬薄膜的厚度為20-500μm、純度為99.995％。
8、優選地，步驟(1)中，惰性氣體為氬氣。
9、優選地，步驟(1)中，通入惰性氣體和氫氣的混合氣氛并保持一段時間，具體為：通入60-90sccm的高純氫氣、150-250sccm的高純氬氣的混合氣氛10-15min。
10、優選地，步驟(1)中，金屬薄膜清洗所用物為無水乙醇、丙酮中的任一種。
11、優選地，步驟(1)中，一體式雙溫區高溫爐的加熱生長的具體條件為：在15-25℃/min的加熱速率下從室溫加熱至400-450℃并保持15-30min進行預加熱；以15-25℃/min的加熱速率下從預加熱溫度加熱至950-1050℃，生長10-20min。
12、優選地，步驟(1)中，c源氣體為純度為5％的甲烷。
13、優選地，步驟(2)中，洗滌所用物為正丁醇的水溶液，其中正丁醇和水的體積比為1:(600-1200)。
14、優選地，步驟(2)中，刻蝕溶液為硫代硫酸銨、正丁醇和水的混合液，其中硫代硫酸銨、正丁醇和水的用量比為(0.8-1g):(2-12ml):(200-1200ml)。
15、優選地，步驟(3)中，金屬薄膜ii、酸性溶液、苯胺和aps的質量比為(60-80):(2000-4000):(200-400):(140-260)；反應溫度為6-10℃，反應時間為12-16h。
16、優選地，采用所述的碳-金屬復合薄膜的制備方法制備得到的碳-金屬復合薄膜。
17、優選地，碳-金屬復合薄膜中碳層厚度為0.4nm-11μm。
18、優選地，碳-金屬復合薄膜中的碳為石墨烯或石墨。
19、優選地，所述的碳-金屬復合薄膜在電磁屏蔽中的應用。
20、與現有技術相比，本專利技術的有益效果為：
21、1.本專利技術提供了一種碳-金屬復合薄膜的制備方法，其成本較低、工藝流程操作簡單、有利于實現大規模生產，且安全性好。本專利技術中可以通過調節碳層的厚度、金屬薄膜的種類和尺寸，能夠靈活調控碳-金屬復合薄膜的電磁屏蔽性能，滿足不同應用需求，便于增加適用范圍。由本專利技術制備得到的碳-金屬復合薄膜具有良好的導電、導磁和導熱能力，尤其是電子領域。
22、2.本專利技術中，金屬鐵和鎳具有良好的磁性，能夠對電磁波中的磁場成分進行有效吸收和屏蔽，其較高的磁導率使得磁場部分的電磁波在其內部迅速衰減，從而增強復合材料的電磁屏蔽效果；同時金屬鐵和鎳的磁性通常比其氧化物更強，更加有效屏蔽磁場。金屬薄膜中的尺度結構越小越能有效地增強這些性質。金屬薄膜ii中的碳層和苯胺在引發劑aps的作用下，發生原位聚合反應，得到碳-金屬復合薄膜；聚苯胺具有一定的導電性，它的加入可以增加導電性，有利于電磁屏蔽性能；其表面的活性位點促進石墨烯、石墨的生長；同時，進一步防止金屬部分的氧化或腐蝕，延長材料的使用壽命。
23、3.本專利技術中，碳-金屬復合薄膜中的金屬薄膜、碳層和聚苯胺可以共同提供電磁屏蔽的作用，金屬薄膜通過其磁性和電導性吸收磁場和電場成分，而碳層通過其高比表面積和電子特性增強對電磁波的吸收能力，具有導電性的聚苯胺在碳層表面進一步增加導電性，從而使得碳-金屬復合薄膜在電磁屏蔽中發揮更加全面。
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1.一種碳-金屬復合薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種碳-金屬復合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，金屬薄膜中金屬為Fe或者Ni。
3.根據權利要求1所述的一種碳-金屬復合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，金屬薄膜清洗所用物為無水乙醇、丙酮中的任一種。
4.根據權利要求1所述的一種碳-金屬復合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，一體式雙溫區高溫爐的加熱生長的具體條件為：在15-25℃/min的加熱速率下從室溫加熱至400-450℃并保持15-30min進行預加熱；以15-25℃/min的加熱速率下從預加熱溫度加熱至950-1050℃，生長10-20min。
5.根據權利要求1所述的一種碳-金屬復合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，C源氣體為純度為5％的甲烷。
6.根據權利要求1所述的一種碳-金屬復合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，洗滌所用物為正丁醇的水溶液，其中正丁醇和水的體積比為1:(600-1200)。
7.根據權利要求1所述的
8.根據權利要求1所述的一種碳-金屬復合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，金屬薄膜II、酸性溶液、苯胺和APS的質量比為(60-80):(2000-4000):(200-400):(140-260)；反應溫度為6-10℃，反應時間為12-16h。
9.一種采用權利要求1-8任一項所述的碳-金屬復合薄膜的制備方法制備得到的碳-金屬復合薄膜。
10.一種采用權利要求9所述的碳-金屬復合薄膜在電磁屏蔽中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種碳-金屬復合薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種碳-金屬復合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，金屬薄膜中金屬為fe或者ni。
3.根據權利要求1所述的一種碳-金屬復合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，金屬薄膜清洗所用物為無水乙醇、丙酮中的任一種。
4.根據權利要求1所述的一種碳-金屬復合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，一體式雙溫區高溫爐的加熱生長的具體條件為：在15-25℃/min的加熱速率下從室溫加熱至400-450℃并保持15-30min進行預加熱；以15-25℃/min的加熱速率下從預加熱溫度加熱至950-1050℃，生長10-20min。
5.根據權利要求1所述的一種碳-金屬復合薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，c源氣體為純度為5％的甲烷。
6.根據權利要求1所述的一種...
【專利技術屬性】
技術研發人員：于葛亮，王揚華，周旭波，任曉棟，
申請(專利權)人：江蘇費曼半導體科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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