[發明專利]一種金屬鉍納米粒的制備方法

有效

• 申請號: 200910065043.7
• 申請日: 2009-05-27
• 公開（公告）號: CN101569934A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 張晟卯;呂富山;姬二衛;吳志申;張治軍
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 田小伍

技術領域

本發明屬于納米材料技術領域，尤其涉及一種金屬鉍納米粒的制備方法。

背景技術

鉍對自然環境友好，對人體無害，作為可安全使用的“綠色金屬”，除用于醫藥行業外，也廣泛應用于半導體、超導體、阻燃劑、顏料、化妝品、化學試劑、電子陶瓷等領域，有取代鉛、銻、鎘汞等有毒重金屬元素的潛力。

金屬鉍納米粒具有較低的硬度，較低的熔點，良好的減磨、抗磨以及自修復性能，是一種性能優良的減磨修復添加劑。已報道的金屬鉍納米粒的制備方法方法有液相分散法、化學還原法等，這些方法雖然制得了可分散的金屬鉍納米微粒，但應用于工業生產存在生產成本過高的缺點。

原位表面修飾的方法雖然已經廣泛應用于多種納米粒的制備，但是到目前還未見有采用該方法制備鉍納米粒的相關報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工藝簡便、成本低、產率高的金屬鉍納米粒的制備方法。

為實現上述目的，本發明采取了如下的技術方案：

一種金屬鉍納米粒的制備方法，所述方法包括下述步驟：

(1)、將每10ml的鉍離子濃度0.05～0.1mol/L的可溶性鉍鹽水溶液與20ml的修飾劑濃度0.05～0.3mol/L修飾劑有機溶液混勻，所述修飾劑為雙烷基二硫代磷酸，烷基為C₄～C₂₂的烷基，修飾劑的有機溶液所用的有機溶劑為石油醚、正己烷、甲苯或氯仿中的一種；

(2)、然后向步驟(1)所得的混合液中加入10ml的還原劑得反應體系，所述還原劑為水合肼濃度1.2～3.6mol/L的水合肼溶液，或錫酸鈉濃度0.1～0.4mol/L的錫酸鈉堿性溶液；

(3)、將反應體系控溫在50～80℃，攪拌回流反應1～4h，靜止分層，棄去下層，取黑色有機相層，除去有機溶劑得黑色粉末即為金屬鉍納米粒。

所述的步驟(3)中，除去有機溶劑的過程為減壓蒸餾、洗滌、干燥，減壓蒸餾的溫度為60～100℃，真空度為0.05～0.08Mpa，時間為20～30min。

所述的步驟(3)中，攪拌轉速為1350～2000r/min。

所述的步驟(2)中，所述錫酸鈉堿性溶液由氯化亞錫與2～4mol/L的氫氧化鈉溶液配制而成。

步驟(1)所述的鉍鹽為氯化鉍、硝酸鉍或硫酸鉍中的一種。

所述的鉍鹽為氯化鉍時，鉍鹽的水溶液中加入有氯化鈉，其中氯化鉍和氯化鈉的摩爾比為1∶30～50。

本發明中所述的修飾劑雙烷基二硫代磷酸(CnDDP)通式如下，其中m＝n＝4～22：

本發明涉及的還原反應主要為以下反應：

Bi³⁺+6OH^-+3[Sn(OH)₄]^2-＝2Bi↓+3[Sn(OH)₆]^2-

4Bi³⁺+12OH^-+3N₂H₄＝4Bi↓+3N₂↑+12H₂O

本發明制備方法原料廉價易得、工藝簡便、成本低、產率較高，適合大規模的工業生產；本發明方法制備的金屬鉍納米粒，尺度比較均勻，無明顯硬團聚現象，可長期較為穩定的分散在多種有機介質(如石油醚、正己烷、甲苯、氯仿或液體石蠟等)中。

附圖說明

圖1：實例1制備的金屬鉍納米粒的透射電子顯微照片；

圖2：實例2制備的金屬鉍納米粒的透射電子顯微照片；

圖3：實例3制備的金屬鉍納米粒的透射電子顯微照片；

圖4：實例4制備的金屬鉍納米粒的透射電子顯微照片；

圖5：實例5制備的金屬鉍納米粒的透射電子顯微照片；

圖6：實例6制備的金屬鉍納米粒的透射電子顯微照片；

圖7：實例1制備的金屬鉍納米粒的X-射線衍射圖。

具體實施方式

以下以具體實施例對本發明作進一步的詳細說明，但本發明的保護范圍并不局限于此：

實施例1