一种核壳型粉体超黑材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110952075A(43)申请公布日2020.04.03(21)申请号201911396023.8(22)申请日2019.12.30(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人吴晓宏卢松涛秦伟李杨(74)专利代理机构哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司23211代理人邓宇(51)Int.Cl.C23C16/40(2006.01)C23C16/455(2006.01)C09K3/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种核壳型粉体超黑材料及其制备方法(57)摘要一种核壳型粉体超黑材料及其制备方法。属于超黑材料技术领域。本发明解决了传统超黑粉体材料存在的粉体易团聚及可控性差的技术问题。产品通过原子层沉积技术在炭黑粉体表面沉积超薄氧化物膜层，得到核壳型粉体超黑材料。炭黑作为基体材料，其较高的太阳光吸收率、优异的着色能力及良好的空间稳定性，可有效消除空间极端环境产生的杂散光；经原子层沉积的氧化物膜层与炭黑表面形成稳定化学键合可提高碳纳米材料的分散性及消光性能。本发明所获得的高保形、均匀的核壳结构超黑材料分散性好且光吸收性能优异，在天文摄影、军事侦察、空间观测、光热转换等领域具有广泛的应用前景。CN110952075ACN110952075A权利要求书1/1页1.一种核壳型粉体超黑材料，其特征在于，该核壳型粉体超黑材料是在炭黑粉体表面采用原子层沉积法沉积氧化物薄膜。2.根据权利要求1所述的一种核壳型粉体超黑材料，其特征在于，所述的炭黑粉体粒径与氧化物薄膜厚度的比为(3～10)：1。3.根据权利要求1所述的一种核壳型粉体超黑材料，其特征在于，所述氧化物薄膜厚度为3nm～30nm。4.根据权利要求1所述的一种核壳型粉体超黑材料，其特征在于，所述的氧化物为二氧化硅、二氧化钛、氧化铝和氧化锌中的任意一种或几种的组合。5.如权利要求1所述的一种核壳型粉体超黑材料的制备方法，其特征在于，该制备方法具体步骤如下：一、①将炭黑粉体置于反应腔体内，在温度为150～400℃，压力为0.1torr～0.2torr的条件下，以脉冲形式通入第一前驱体进行反应，脉冲时间为0.015s～0.025s，然后通入氮气吹扫反应残余物，吹扫时间为20s～60s；②在同样的温度和压力条件下，以脉冲形式通入第二前驱体进行反应，脉冲时间为0.015s～0.025s，然后通入氮气吹扫反应残余物，吹扫时间为20s～60s，步骤①～步骤②为一个循环；二、重复步骤一的循环50～500次，完成原子层沉积反应，得到炭黑粉体表面沉积有氧化物薄膜的核壳型粉体超黑材料。6.根据权利要求5所述的一种核壳型粉体超黑材料的制备方法，其特征在于，步骤①中所述的第一前驱体为三甲基铝、二乙基锌、四异丙醇钛和三二甲氨基硅中的任意一种或几种的组合。7.根据权利要求5所述的一种核壳型粉体超黑材料的制备方法，其特征在于，步骤②中所述的第二前驱体为水或臭氧。8.根据权利要求5所述的一种核壳型粉体超黑材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的温度为180～220℃。9.根据权利要求5所述的一种核壳型粉体超黑材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的压力为0.15torr。10.根据权利要求5所述的一种核壳型粉体超黑材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的脉冲时间为0.02s。2CN110952075A说明书1/6页一种核壳型粉体超黑材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于超黑材料技术领域，具体涉及一种核壳型粉体超黑材料及其制备方法。背景技术[0002]光学器件、传感器等光学系统由于关键界面产生不必要的杂光反射导致性能受到影响，会造成光学设备的信噪比、灵敏度及可靠性的降低。超黑粉体通常作为光吸收材料，在一定范围内能够对大部分的杂散光进行吸收和消除。目前随着对光学系统稳定性及灵敏性的要求不断提高，超黑粉体的光吸收性能已无法满足要求；且常用粉体材料表面改性过程中普遍存在粉体易团聚、分散性差，造成了超黑粉体材料光吸收能力很难进一步提高的问题。因此，提供一种具有高光吸收性能且分散性好的超黑粉体，对光学传感器的消杂光、提高其信噪比、灵敏度及可靠性至关重要。发明内容[0003]本发明通过原子层沉积技术在超黑粉体表面可控沉积超薄氧化物膜层，该膜层可与炭黑表面形成稳定化学键合，提高碳纳米材料的分散性及消光性能，还可降低超黑粉体的表面能，有效解决粉体团聚所导致的光吸收性能低下的问题。[0004]本发明的一种核壳型粉体超黑材料是在炭黑粉体表面采用原子层沉积法沉积氧化物薄膜。[0005]进一步限定，所述的炭黑粉体粒径与氧化物薄膜厚度的比为(3～10)：1。[0006]进一步限定