[发明专利]一种基于碳纳米管的非蒸散型吸气剂及其制备方法

权利要求书

1.一种基于碳纳米管的非蒸散型吸气剂，其特征在于：所述基于碳纳米管的非蒸散型吸气剂为多孔非蒸散型吸气剂，所述基于碳纳米管的非蒸散型吸气剂包括多壁碳纳米管和吸气粉末，所述吸气粉末的粒径为10-50nm，所述吸气粉末由Ti、Zr、V、Fe、Nb、Mn、Al、Mo、Ni、La、Ce、Pr、Nd中的一种或者多种构成，所述多孔非蒸散型吸气剂的多孔结构由叔丁醇低温冻干低温真空脱醇形成；

所述基于碳纳米管的非蒸散型吸气剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)浆料配置：将吸气粉末与含碳纳米管的叔丁醇基溶剂混合，形成吸气粉末浆料；

(2)低温成型：将步骤(1)制备的吸气粉末浆料注入到预制模具中，将注入模具后的吸气元件坯材连同模具一同放进低温烘箱中，在-50～-5℃下经快速冷冻处理5-30min，形成坯材；

(3)低温真空脱醇：将步骤(2)制备的坯材放入真空箱中，在低于1000Pa的真空度下，在-50～20℃下进行脱醇处理2-20h，得到经脱醇处理的吸气剂元件坯材；

(4)真空烧结：将步骤(3)制备的经脱醇处理的吸气剂元件坯材放入真空烧结炉中，在低于10^-2Pa的真空度下，在800-1200℃下进行真空烧结，制得基于碳纳米管的非蒸散型吸气剂。

2.根据权利要求1所述的一种基于碳纳米管的非蒸散型吸气剂，其特征在于：所述基于碳纳米管的非蒸散型吸气剂中多壁碳纳米管的质量分数为1-5％。

3.一种基于碳纳米管的非蒸散型吸气剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)浆料配置：将吸气粉末与含碳纳米管的叔丁醇基溶剂混合，形成吸气粉末浆料；

(2)低温成型：将步骤(1)制备的吸气粉末浆料注入到预制模具中，将注入模具后的吸气元件坯材连同模具一同放进低温烘箱中，在-50～-5℃下经快速冷冻处理5-30min，形成坯材；

(3)低温真空脱醇：将步骤(2)制备的坯材放入真空箱中，在低于1000Pa的真空度下，在-50～20℃下进行脱醇处理2-20h，得到经脱醇处理的吸气剂元件坯材；

(4)真空烧结：将步骤(3)制备的经脱醇处理的吸气剂元件坯材放入真空烧结炉中，在低于10^-2Pa的真空度下，在800-1200℃下进行真空烧结，制得基于碳纳米管的非蒸散型吸气剂。

4.根据权利要求3所述的一种基于碳纳米管的非蒸散型吸气剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，吸气粉末由Ti、Zr、V、Fe、Nb、Mn、Al、Mo、Ni、LA、Ce、Pr、Nd中的一种或者多种构成。

5.根据权利要求3所述的一种基于碳纳米管的非蒸散型吸气剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，碳纳米管的管径为20-100nm，碳纳米管的比表面积不低于150m²/g。

6.根据权利要求3所述的一种基于碳纳米管的非蒸散型吸气剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述含碳纳米管的叔丁醇基溶剂中包括多壁碳纳米管、叔丁醇和粘结剂，其中叔丁醇基溶剂中的组分，按质量百分比计，叔丁醇80-99.5％，多壁碳纳米管0.1-0.5％，其余为粘结剂。

7.根据权利要求3所述的一种基于碳纳米管的非蒸散型吸气剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述含碳纳米管的叔丁醇基溶剂的制备方法为将酸改性处理的多壁碳纳米管分散于叔丁醇中，混合均匀，加入粘结剂，搅拌均匀，去除气泡，得到含碳纳米管的叔丁醇基溶剂。

8.根据权利要求3所述的一种基于碳纳米管的非蒸散型吸气剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，吸气粉末浆料中吸气粉末所占的质量百分比为50-90％。

9.根据权利要求3所述的一种基于碳纳米管的非蒸散型吸气剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，预制模具的形状为圆盘形、球形或者长方形。

10.根据权利要求3所述的一种基于碳纳米管的非蒸散型吸气剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，基于碳纳米管的非蒸散型吸气剂的表面积大于1.3m2/g，孔隙率大于55％。