[发明专利]一种化学镀镍复合催化剂、其制备方法和化学镀镍工艺

说明书

本发明提供了一种化学镀镍复合催化剂，包括还原氧化石墨烯负载的镍纳米颗粒。本发明从传统化学镀镍工艺入手，将高成本的钯催化剂替换成廉价的还原氧化石墨烯负载的纳米镍催化剂，大幅度的降低了成本。同时由于大片石墨烯与所形成的金属镍镀层之间的协同作用使得化学镀镍后的复合物的导电性较传统镀镍方式显著提高。实验结果表明，本发明制备得到的催化剂进行化学镀的镀层的导电性高达24390S m^‑1。

技术领域

本发明涉及化学镀技术领域，尤其是涉及一种化学镀镍复合催化剂、其制备方法和化学镀镍工艺。

背景技术

传统的沉积镍的方式为电沉积镍，是利用外电流将电镀液中的镍离子还原在基底表面，需要基底为导电材料，限制了镀镍工艺的应用，为了解决这一问题，发展了化学镀镍工艺，可以将基底扩展到非导电基底上，从而促进了镀镍工艺的产业化发展。

化学镀镍是用还原剂将化学镀液中的镍离子还原沉积在具有催化剂的表面。其具有以下几个优点：(1)优良的抗腐蚀性能，特别是在酸性镀液中形成的磷掺杂的镍合金镀层在盐，碱，氨和海水中具有非常好的抗腐蚀性能；(2)无外加直流电源，被镀基底可以是不导电材料；(3)热处理温度低，在400摄氏度以下热处理后便可以得到良好硬度的镍镀层；(4)化学镀镍层致密，表面光洁；(5)高硬度和高耐磨性；(6)化学镀镍层的成分和厚度均匀，不需要额外打磨加工。由于这些优点，所以化学镀镍工艺被广泛研究。

然而，当前成熟的化学镀镍工艺需要贵金属钯作为催化剂，极大地增加了化学镀镍工艺的成本，为了进一步降低成本，将贵金属钯催化剂替换成具有催化活性的其它材料是关键。同时由于化学镀镍工艺生成的镀层有镍金属颗粒所组成，颗粒之间具有很强的接触电阻从而降低了镀层的导电性。

因此，如何发展其它的低成本的化学镀镍催化剂，并且提高镀层的导电性能，已成为该领域内众多前沿科研人员广为关注的焦点之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种化学镀镍复合催化剂，本发明制备得到的化学镀镍复合催化剂导电性能好。

本发明提供了一种化学镀镍复合催化剂，包括氧化石墨烯负载的镍纳米颗粒。

优选的，所述镍纳米颗粒的粒径为5～100nm。

本发明提供了一种化学镀镍复合催化剂的制备方法，包括：

A)将氧化石墨烯分散在第一溶剂中，得到第一溶液；

将镍盐分散在第二溶剂中，得到第二溶液；

B)将基底浸渍在第一溶液中，得到氧化石墨烯包覆的基底；

C)将氧化石墨烯包覆的基底浸渍第二溶液中，烘干，得到催化剂前驱体；

D)将所述催化剂前驱体在还原剂的存在下还原，得到化学镀镍复合催化剂。

优选的，所述氧化石墨烯在第一溶液中的浓度为1wt％～30wt％；所述第一溶液选自水、甲醇、乙醇、丙醇和二甲基甲酰胺中的一种或几种；所述镍盐分散在第二溶液中的浓度为0.1wt％～60wt％；所述第二溶液选自水、甲醇、乙醇、丙醇和二甲基甲酰胺中的一种或几种。

优选的，所述镍盐选自硫酸镍、氯化镍、硝酸镍、乙酸镍和草酸镍中的一种或多种；所述基底选自三聚氰胺海绵、聚氨酯海绵、棉布，工程塑料、木材和金属制品中的一种或几种。

优选的，步骤B)所述浸渍的时间为30～60min；步骤C)所述浸渍的时间为10～20min；所述浸渍后还包括烘干；所述烘干的温度为80℃～100℃；烘干的时间为10～20min。

优选的，所述步骤D具体为将所述催化剂前驱体浸渍在还原剂的溶液中、洗涤、烘干，得到化学镀镍复合催化剂；所述浸渍的时间为10～20min；所述烘干的温度为80～100℃；所述烘干的时间为30～40min。