[發明專利]用于生產金屬納米顆粒的方法

無效

• 申請號: 200710088821.5
• 申請日: 2007-03-28
• 公開（公告）號: CN101100002A
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 沈仁根;鄭在祐
• 申請（專利權）人: 三星電機株式會社
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 章社杲;李丙林

相關申請的交叉引用

本申請要求于2006年7月6日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2006-0063645號的優先權，將其全部披露內容以引用方式并入本申請中作為參考。

技術領域

本發明涉及一種用于生產金屬納米顆粒的方法，更具體地涉及一種用于生產金屬納米顆粒的方法，通過該方法利用金屬催化劑在在水基中可以將單一金屬、金屬合金或金屬氧化物等的納米顆粒合成到高濃度。

背景技術

生產金屬納米顆粒的方法包括化學合成方法、機械生產方法和電生產方法。對于用機械力進行研磨的機械生產方法，雜質的不可避免的混入使得難于合成高純度的顆粒，并且不可能形成均勻的納米級尺寸的顆粒。此外，基于電解的電生產方法具有長的生產時間和低濃度以及因此的低效率的缺點。化學合成法可以被主要分成汽相法和液相法。利用等離子體或機械蒸發的汽相法需要昂貴的設備，所以主要使用液相法，通過該方法可以以低成本合成均勻的顆粒。

通過液相法生產金屬納米顆粒的方法主要可分成水基法和非水基法。

盡管非水基法允許獲得均勻的顆粒尺寸，但是顆粒尺寸只有幾個納米，使得當合成金屬納米顆粒如銅等時，為了防止氧化，需要其他形式的表面處理，如抗氧化涂層。

另一方面，對于水基法，顆粒的分布相對較大，但是由于顆粒尺寸以幾十個納米為起點，所以與非水基法相比較，氧化速度是非常慢的。因此，就不需要如在非水基法情形下的特殊抗氧化處理。

然而，對于水基法，難以以高濃度合成金屬納米顆粒。高濃度合成在合成納米顆粒時是重要的，因為合成的納米顆粒的濃度越高，每批得到的納米顆粒的數量就越大，這允許低成本和較少的廢物，從而使得環境友好的過程和高效的大規模生產成為可能。

因此，有必要去研發出新的利用水基法將納米顆粒合成到高濃度的方法。

發明內容

本發明的一方面提供了一種用來生產金屬納米顆粒的方法，通過該方法，利用金屬催化劑在水基中可以將納米顆粒合成到高濃度。

本發明的一個方面提供了一種用來生產金屬納米顆粒的方法，其包括：制備包含帽化分子(capping?molecule)、金屬催化劑、還原劑，和有機溶劑的混合溶液；將金屬前體加入到該混合溶液中并升溫至預定溫度和攪拌；以及降低該混合溶液的溫度并生產納米顆粒。

這里，所述金屬前體可以是包含選自由由銅、銀、鎳、鐵、金、鉑、鈀、鋅、鈦及其合金組成的組中的任何一種的化合物。在一個實施方式中，選自由Cu(NO₃)₂、CuCl₂、CuSO₄、(CH₃COO)₂Cu和C₅H₇CuO₂組成的組的銅前體可以用作該金屬前體。按每100重量份的有機溶劑計，該金屬前體的含量可以是0.001-50重量份。

該金屬催化劑可以是具有比納米顆粒的金屬的標準還原電位低的金屬。例如，當生產銅或氧化銅納米顆粒時，選自由鋅、鐵、錫、鉛和鋁組成的組的金屬粉末可以用作金屬催化劑。按每100重量份的有機溶劑計，該金屬催化劑的含量為0.01-50重量份。

該帽化分子可以是選自由聚(乙烯基吡咯烷酮)(PVP)、聚乙烯醇、多酸及其衍生物、巰基烷羧酸酯(或鹽)、以及羥苯甲酸組成的組的一種或多種聚合物。這里，多酸包括選自由聚(丙烯酸)、聚(馬來酸)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸-共-甲基丙烯酸)、聚(馬來酸-共-丙烯酸)、以及聚(丙烯酰胺-共-丙烯酸)組成的組的任意一種或多種，并且所述衍生物包括選自由所述多酸的鈉鹽、鉀鹽和銨鹽組成的組的任意一種或多種。按每100重量份的有機溶劑計，該帽化分子的含量是10-80重量份。

該還原劑可以是選自由氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化鉀(KOH)、肼(N₂H₄)、磷酸氫鈉、葡萄糖、抗壞血酸、單寧酸、二甲基甲酰胺、硼氫化四丁銨、硼氫化鈉(NaBH₄)、以及硼氫化鋰(LiBH₄)組成的組的任意一種或多種。按每100重量份的有機溶劑計，該還原劑的含量為0.001-50重量份。

該有機溶劑可以是選自由水、乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、丙二醇、二丙二醇、甘油、己二醇、丁二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、1，2-戊二醇、1，2-己二醇及其混合物組成的組的任意一種或多種。