CN101591795B - 用于复合镀时碳纳米管的酸洗装置及其使用方法 - Google Patents

用于复合镀时碳纳米管的酸洗装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于复合镀时碳纳米管的酸洗装置及其使用方法，在酸洗容器内装有搅拌器，酸洗容器的上部端口采用密封塞进行密封，进水管贯穿密封塞并与酸洗容器相通，在酸洗容器下部通过导管与离心过滤器的进口端相联通，离心过滤器的出口端通过导管与真空瓶相联通，真空瓶的上部端口通过导管与抽滤机的一端相联通，抽滤机的另一端通过导管与废气储存器相联通，真空瓶的下部一侧通过导管与废液储存器相联通；先将碳纳米管和浓硝酸置入酸洗容器内与酸液充分混合浸泡，后冲洗，再分离，最后进行复合电沉积。具有清洗完全彻底、操作简单方便、运行安全可靠和废料回收充分的优点，能广泛地应用于复合电沉积时碳纳米管的酸洗。

Description

用于复合镀时碳纳米管的酸洗装置及其使用方法
【技术领域】
本发明涉及属于酸洗技术领域，涉及一种用于复合镀时碳纳米管的酸洗装置及其使用方法。
【背景技术】
自从日本科学家Iijima在1991年发现碳纳米管(CNTs)以来，碳纳米管因其优异的力学和光学性能受到了越来越多的关注，由于碳纳米管具有独特的结构和良好的物理及化学性能，已经成为制备复合材料中最具应用前景的材料。目前，利用碳纳米管作为增强相，采用复合电沉积技术制备各种金属基复合材料的研究较多，在碳纳米管复合电沉积过程中，一般须对碳纳米管进行酸洗处理，目前还没有一种通用的酸洗装置，一般将碳纳米管放入烧杯中，再加入各种酸液进行酸洗，经酸洗之后再倒出酸液，最后用去离子水或蒸馏水进行冲洗，该方法的不足之处是，由于碳纳米管的团聚，使其不易被酸液浸泡均匀，酸洗后烧杯中的酸液不易去除彻底、此外，酸洗过程中所产生的废气直接排入空气，不利于环境保护和人体健康。因此，设计一种用于复合镀时碳纳米管的酸洗装置就显得尤其重要。
【发明内容】
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种具有清洗完全彻底、操作简单方便、运行安全可靠和废料充分回收优点的用于复合镀时碳纳米管的酸洗装置及其使用方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于复合镀时碳纳米管的酸洗装置，有酸洗容器，在酸洗容器内装有搅拌器，酸洗容器的上部端口采用密封塞进行密封，进水管贯穿密封塞并与酸洗容器相通，在酸洗容器下部通过导管与离心过滤器的进口端相联通，离心过滤器的出口端通过导管与真空瓶相联通，真空瓶的上部端口通过导管与抽滤机的一端相联通，抽滤机的另一端通过导管与废气储存器相联通，真空瓶的下部一侧通过导管与废液储存器相联通。
所述离心过滤器内设有若干层有机溶剂微孔过滤膜。
所述酸洗容器采用塑料容器。
上述一种用于复合镀时碳纳米管的酸洗装置的使用方法是，先将碳纳米管和浓硝酸置入酸洗容器内，开动搅拌器使碳纳米管与酸液充分混合，通过酸液的旋转使碳纳米管得到充分浸泡；然后通过进水管向酸洗容器内冲入去离子水或蒸馏水，开动搅拌器对经过酸液浸泡后的碳纳米管进行冲洗；再开动抽滤机利用气压差将酸洗后的酸液及其稀释液经过离心过滤器逐渐抽出，直到pH值为中性为止；最后将经过酸洗和纯化处理过的碳纳米管加入到镀液中去，进行复合电沉积。
在复合电沉积时，所用轴瓦钢背进行镀前处理，镀前处理采用10g/L金属清洗剂在超声波中清洗数分钟，再经自来水漂洗；镀液有如下组份：Sn(BF4)2：8～12g/L，Pb(BF4)2：3～6g/L，HBF：350～420g/L，明胶：4g/L，碳纳米管：0.5～1g/L。
本发明的有益效果是：在搅拌器的作用下，碳纳米管在酸洗容器中能被酸液浸泡均匀，酸洗后的酸液及酸洗过程中所产生的废气分别由废液储存器和废气储存器进行收集储存，有利于环境保护和人体健康；使用离心过滤器中的有机溶剂微孔过滤膜有效地防止了碳纳米管堵塞多层膜的微孔，保证废液与碳纳米管的顺利分离，使用抽滤机对酸洗容器抽真空处理，利用气压差将酸液及稀释液逐渐抽出，直到pH值为中性；具有清洗完全彻底、操作简单方便、运行安全可靠和废料充分回收优点，是一种用于复合电沉积时碳纳米管进行酸洗的通用装置。
【附图说明】
图1是本发明的结构示意图；
图中：1-进水管、2-密封塞、3-搅拌器、4-酸洗容器、5-离心过滤器、6-真空瓶、7-抽滤机、8-废气储存器、9-废液储存器、10-导管、11-有机溶剂微孔过滤膜。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
参见图1，一种用于复合镀时碳纳米管的酸洗装置，有酸洗容器4，该酸洗容器4采用塑料容器，在酸洗容器4内装有搅拌器3，在搅拌器3的作用下，碳纳米管在酸洗容器4中能被酸液浸泡均匀，酸洗容器4的上部端口采用密封塞2进行密封，进水管1穿过密封塞2并与酸洗容器4相通，通过进水管1向酸洗容器4内加入去离子水或蒸馏水进行冲洗，在酸洗容器4下部通过导管10与离心过滤器5的进口端相联通，该离心过滤器5内设有若干层有机溶剂微孔过滤膜11，实施例中设有2-3层的有机溶剂微孔过滤膜11，使用离心过滤器5中的有机溶剂微孔过滤膜11有效地防止了碳纳米管堵塞多层膜的微孔，保证废液与碳纳米管的顺利分离；离心过滤器5的出口端通过导管10与真空瓶6相联通，真空瓶6的上部端口通过导管10与抽滤机7的一端相联通，使用抽滤机7对酸洗容器4抽真空处理，利用气压差将酸液及稀释液逐渐抽出，直到pH值为中性；抽滤机7的另一端通过导管10与废气储存器8相联通，真空瓶6的下部一侧通过导管10与废液储存器9相联通，酸洗后的酸液及酸洗过程中所产生的废气分别由废液储存器9和废气储存器8进行收集储存，有利于环境保护和人体健康。
上述一种用于复合镀时碳纳米管的酸洗装置的使用方法是，先将碳纳米管和浓硝酸置入酸洗容器4内，开动搅拌器3使碳纳米管与酸液充分混合，通过酸液的旋转使碳纳米管得到充分浸泡；然后通过进水管1向酸洗容器4内冲入去离子水或蒸馏水，开动搅拌器3对经过酸液浸泡后的碳纳米管进行冲洗；再开动抽滤机7利用气压差将酸洗后的酸液及其稀释液经过离心过滤器5逐渐抽出，直到pH值为中性为止；最后将经过酸洗和纯化处理过的碳纳米管加入到镀液中去，进行复合电沉积。在复合电沉积时，实施例中所用轴瓦钢背进行镀前处理，镀前处理采用10g/L金属清洗剂在超声波中清洗数分钟，再经自来水漂洗；镀液有如下组份：Sn(BF4)2：8～12g/L，Pb(BF4)2：3～6g/L，HBF：350～420g/L，明胶：4g/L，碳纳米管：0.5～1g/L。本发明具有清洗完全彻底、操作简单方便、运行安全可靠和废料充分回收的优点。

Claims (3)

1.一种用于复合镀时碳纳米管的酸洗装置，有酸洗容器，其特征是：在酸洗容器内装有搅拌器，酸洗容器的上部端口采用密封塞进行密封，进水管贯穿密封塞并与酸洗容器相通，在酸洗容器下部通过导管与离心过滤器的进口端相联通，离心过滤器的出口端通过导管与真空瓶相联通，真空瓶的上部端口通过导管与抽滤机的一端相联通，抽滤机的另一端通过导管与废气储存器相联通，真空瓶的下部一侧通过导管与废液储存器相联通；所述酸洗容器采用塑料容器。
2.如权利要求1所述的用于复合镀时碳纳米管的酸洗装置，其特征是：所述离心过滤器内设有若干层有机溶剂微孔过滤膜。
3.一种如权利要求1所述的用于复合镀时碳纳米管的酸洗装置的使用方法，其特征是：先将碳纳米管和浓硝酸置入酸洗容器内，开动搅拌器使碳纳米管与酸液充分混合，通过酸液的旋转使碳纳米管得到充分浸泡；然后通过进水管向酸洗容器内冲入去离子水或蒸馏水，开动搅拌器对经过酸液浸泡后的碳纳米管进行冲洗；再开动抽滤机利用气压差将酸洗后的酸液及其稀释液经过离心过滤器逐渐抽出，直到pH值为中性为止；最后将经过酸洗和纯化处理过的碳纳米管加入到镀液中去，进行复合电沉积。
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