CN113862654A - 一种通过加热改变铜箔颜色的方法 - Google Patents

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丁克强
陈家晟
赵棉
张冬月
石赋娟
李博霞
邸梦尧
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/68—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous solutions with pH between 6 and 8

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Abstract

本发明公开了一种通过加热改变铜箔颜色的方法，其主要步骤包括：配制浓度为0.2~1.0 mol/L的CuSO4溶液100 mL，然后在上述溶液中加入0.1~0.5 g表面活性剂，搅拌均匀，得到溶液A，随后将铜箔放置于溶液A中浸泡5~20 min后取出，用蒸馏水冲洗其表面3次，随后在室温下干燥，将干燥后的铜箔置于温度为80~120℃的真空干燥箱内烘干2~8 h，得到变色的铜箔。本发明通过浸泡、干燥、加热、烘干等几个工序，便可以改变其自身的颜色，从而满足更高的美观或实际需求。本发明条件温和，安全可控，简单易行，适合规模化生产。

Description

一种通过加热改变铜箔颜色的方法
技术领域
本发明涉及一种通过加热改变铜箔颜色的方法，属于能源材料技术领域。
背景技术
铜箔具有良好的导电导热性，可在较宽的温度范围内使用。在锂离子电池中铜箔一般用作石墨电极的集流体，起到传输电流的作用。在某些特定的情况下，铜箔需要改变自身的颜色来满足更高的美观或实际需求。改变铜箔颜色的方法通常分为物理方法和化学方法。物理方法即在铜箔表面喷涂有颜色的物质以改变铜箔的颜色；化学方法则是通过化学反应在铜箔表面形成一种新的有颜色的物质，以改变铜箔的颜色。显然，物理喷涂存在环境污染以及涂料分布不均匀等明显不足，而化学方法则存在工艺复杂、操作成本高等缺憾。另外，在空气氛围中，当加热温度高于900℃时，铜箔才会因为氧化铜的出现而发生颜色的改变，这种方法虽然简单，但能量消耗大且铜箔的导电导热性将发生很大变化，严重影响原铜箔性能的发挥。因此，研发新的铜箔变色方法，成为铜箔修饰改性研究领域的热点问题之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过加热改变铜箔颜色的方法，本发明在较低温度下实现了铜箔颜色的改变，适合规模化生产。
本发明的思路是通过化学浸泡法在铜箔表面生成一层新的物质，待在室温充分干燥后，将有物质生成的铜箔置于真空干燥箱中，一定温度下加热烘干一段时间后，铜箔的颜色将由亮铜色变为深棕色，且颜色变化的程度与浸泡液中加入的某种表面活性剂的添加量密切相关。
具体的，本发明给出的一种通过加热改变铜箔颜色的方法，包括以下步骤：
（1）材料准备
主要原料：CuSO4·5H2O；表面活性剂；市售铜箔；
（2）样品制备
配制浓度0.2~1.0 mol/L的CuSO4溶液100 mL，然后在上述溶液中加入0.1~0.5 g表面活性剂，搅拌均匀，得到溶液A，随后将市售铜箔放置于溶液A中浸泡5~20 min，之后，取出铜箔用蒸馏水冲洗其表面3次，随后在室温下干燥，然后，将干燥后的铜箔置于真空干燥箱内，温度设置为80~120℃，烘干2~8 h后，即得到变色的铜箔。
本发明中，表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的一种。
本发明可在加热温度较低的条件下，使铜箔表面的颜色由亮铜色变为深棕色。
本发明取得的有益效果如下：本发明通过浸泡与加热的方法，在较低温度下改变了铜箔的颜色，满足了更高的美观或实际需求。本发明具有工序简单，条件温和，安全可控，简单易行，适合规模化商业生产等优点，具有商业价值。
附图说明
图1为浸泡后以及加热后铜箔表面的照片。
图2为浸泡干燥后铜箔表面物质的XRD图谱。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明。
实施例1
首先配制浓度为0.5 mol/L的CuSO4溶液100 mL，之后在上述溶液中加入0.2g的十六烷基三甲基溴化铵，搅拌均匀，得到溶液A，随后将市售铜箔放置于溶液A中浸泡10 min，之后，取出铜箔用蒸馏水冲洗3次后，在室温下干燥后，在温度为110℃的真空干燥箱内干燥6h，此时，铜箔表面变为暗棕色。
图1中，图o为浸泡前显示亮铜色的原始铜箔， 图o’ 为在0.5 mol/L CuSO4溶液（不含十六烷基三甲基溴化铵）中浸泡，且真空干燥后的铜箔，可见在未加十六烷基三甲基溴化铵CuSO4溶液中浸泡并真空干燥后，铜箔表面的颜色并未发生改变。a，b，c分别为在含0.1 g、0.2 g和0.4 g十六烷基三甲基溴化铵的100 mL 0.5 mol/L CuSO4溶液中浸泡10min, 并在110℃下真空干燥6h后的铜箔，可见铜箔的颜色随十六烷基三甲基溴化铵量的增加，逐渐变深。这样，经过一个简单浸泡与加热的方法就实现了原始铜箔的颜色由亮铜色到深棕色的转变，达到了温和改变铜箔颜色的目的。
图2为铜箔b表面物质的XRD图谱。从图2中可以看出，浸泡干燥后铜箔表面形成的物质为溴化亚铜。
实施例2
首先配制浓度为0.6mol/L的CuSO4溶液100 mL。之后在上述溶液中加入0.3g的十六烷基三甲基溴化铵，搅拌均匀，得到溶液A。随后将市售铜箔放置于溶液A中浸泡15 min，之后，取出铜箔用蒸馏水冲洗3次后，在室温下干燥后，在温度为105℃的真空干燥箱内干燥7h，铜箔表面变为暗棕色。
实施例3
首先配制浓度为0.8mol/L的CuSO4溶液100 mL。之后在上述溶液中加入0.4g的十二烷基硫酸钠，搅拌均匀，得到溶液A。随后将市售铜箔放置于溶液A中浸泡15 min，之后，取出铜箔用蒸馏水冲洗3次后，在室温下干燥后，在温度为100℃的真空干燥箱内中干燥6h，铜箔表面变为暗棕色。
实施例4
首先配制浓度为0.8mol/L的CuSO4溶液100 mL。之后在上述溶液中加入0.4g的十二烷基磺酸钠，搅拌均匀，得到溶液A。随后将市售铜箔放置于溶液A中浸泡12 min，之后，取出铜箔用蒸馏水冲洗3次后，在室温下干燥后，在温度为100℃的真空干燥箱内中干燥5h，铜箔表面变为暗棕色。
实施例5
首先配制浓度为0.6mol/L的CuSO4溶液100 mL。之后在上述溶液中加入0.1g的十六烷基三甲基溴化铵，搅拌均匀，得到溶液A。随后将市售铜箔放置于溶液A中浸泡12 min，之后，取出铜箔用蒸馏水冲洗3次后，在室温下干燥后，在温度为100℃的真空干燥箱内中干燥6h，铜箔表面变为暗棕色。
实施例6
首先配制浓度为0.4mol/L的CuSO4溶液100 mL。之后在上述溶液中加入0.3g的十二烷基三甲基溴化铵，搅拌均匀，得到溶液A。随后将市售铜箔放置于溶液A中浸泡12 min，之后，取出铜箔用蒸馏水冲洗3次后，在室温下干燥后，在温度为90℃的真空干燥箱内中干燥7h，铜箔表面变为暗棕色。

Claims (2)

1.一种通过加热改变铜箔颜色的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）材料准备
主要原料：CuSO4·5H2O；表面活性剂；市售铜箔；
（2）样品制备
配制浓度0.2~1.0 mol/L的CuSO4溶液100 mL，然后在上述溶液中加入0.1~0.5 g表面活性剂，搅拌均匀，得到溶液A，随后将市售铜箔放置于溶液A中浸泡5~20 min，之后，取出铜箔用蒸馏水冲洗其表面3次，随后在室温下干燥，然后，将干燥后的铜箔置于真空干燥箱内，温度设置为80~120℃，烘干2~8 h后，得到变色的铜箔。
2.根据权利要求1所述的通过加热改变铜箔颜色的方法，其特征在于所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的一种。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110203961A (zh) * 2019-06-12 2019-09-06 河北师范大学 一种室温下制备溴化亚铜的方法
CN111074258A (zh) * 2019-12-30 2020-04-28 河北师范大学 一种室温下使铜箔变黑并恢复原色的方法
CN112144045A (zh) * 2020-09-21 2020-12-29 河北师范大学 一种室温下使铜箔变色的方法

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