[發明專利]有機分散性Cu/Fe3O4復合納米微粒的制備方法

有效

• 申請號: 201210041657.3
• 申請日: 2012-02-23
• 公開（公告）號: CN102554263A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 張治軍;張晟卯;許耀華;張平余
• 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) 41104
• 代理人: 田小伍

技術領域

本發明屬于新型功能納米材料制備技術領域，具體涉及一種有機分散性Cu/Fe₃O₄磁性復合納米微粒的制備方法。?

背景技術

軟金屬銅納米微粒因具有比表面積大、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應等特性，而被廣泛應用于催化、電子、磁學，光學，熱學，涂料、潤滑等領域，例如應用于高效催化劑、導電漿料、以及潤滑油添加劑等。近年來關于銅納米微粒的制備、性能及應用的研究倍受關注。中國專利200610165009.3公開了一種采用超重力技術制備納米銅潤滑油添加劑的方法，其利用旋轉填充床的相間傳遞強化作用和微觀混合的特性，先將銅鹽和還原液在超重力反應器中進行還原，然后再將餾出液和修飾劑在反應釜中反應對其進行修飾，最后減壓蒸餾得到表面修飾的棕紅色油狀液體，即納米銅潤滑油添加劑。這種方法具有反應速度快，產物重復性好，產品質量高，收率高等優點，但是所采用的儀器比較苛刻，對生產設備要求比較高。高愈尊等人在專利96105280.5中采用絡合還原的方法，用活性金屬粉末作還原劑來制備銅納米微粒，該方法在反應完成后因活性金屬粉還原劑不易洗凈，可能會影響到納米銅粉的純度。此外，還有采用等離子體法、電輻射法、機械化學法、熱分解法或溶劑熱法等來制備銅納米微粒。其中，等離子體法設備簡單、易操作、生產速度快，但是能耗大，高溫下電極易于融化而污染產物。輻射合成法雖然制備工藝簡單、粒度易控、產率高，但所獲得的產物處于離散膠體狀態，收集非常困難，不易規模化。機械化學方法雖然工藝簡單，可以制備其他常規方法難以制備的高熔點金屬、金屬陶瓷復合材料等，但是其缺點是晶體不均勻，在球磨過程中易引入雜質。熱分解法相對于其它方法更快速、經濟，但實現所要求溫度比較高，并且對粒徑和形貌的控制技術還不成熟，距離工業生產還相差甚遠。溶劑熱法使用壓力裝置，對裝置材料要求高，條件相對苛刻，不易擴大生產。?

近年來，制備銅納米微粒較活躍的方法是液相還原法。專利CN1188700A公開了一種采用連二亞硫酸鈉在水與有機物質的混合溶劑中還原二價銅離子的方法。專利CN1381328A公開了一種在較高溫度和壓力下，用氫還原銅鹽制備銅納米微粒的方法。現有的這些液相還原方法雖然能制得幾十到幾百納米的金屬微粒，但是由于表面未得到充分的改性，仍無法解決制備出的納米微粒在空氣中穩定性差，及在有機介質中的分散性不好等問題，難于廣泛應用。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種有機分散性Cu/Fe₃O₄復合納米微粒的制備方法，制得的納米微粒顆粒粒徑小，分散性及穩定性好。?

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：?

一種有機分散性Cu/Fe₃O₄復合納米微粒的制備方法，其包括如下步驟：將含有氨水的水合肼水溶液加入到銅鹽水溶液中反應1～30min；再加入二價鐵鹽和三價鐵鹽的混合水溶液反應10～60min，最后加入溶有修飾劑的非極性或弱極性有機溶劑反應10～120min，靜置分離，取有機相，濃縮后即得。反應溫度控制在20－80℃之間為宜。

所述銅鹽與水合肼、二價鐵鹽、修飾劑的摩爾比為1：1－10：0.1－1：0.?25－2，氨水與水合肼水溶液的摩爾比為4.4－11：1，三價鐵鹽與二價鐵鹽的摩爾比為2：1。氨水的質量分數以25－28%為宜，水合肼水溶液質量分數以50－85%為宜，銅鹽水溶液的摩爾濃度以0.2－0.7mol/l為宜。?

具體的，所述銅鹽優選為硫酸銅、氯化銅、硝酸銅和乙酸銅等可溶于水的銅鹽中的一種或兩種以上。?

所述二價鐵鹽優選為硫酸亞鐵、氯化亞鐵、硝酸亞鐵、乙酸亞鐵中的一種或兩種以上；所述三價鐵鹽優選為硫酸鐵、氯化鐵、硝酸鐵、乙酸鐵中的一種或兩種以上。?

所述修飾劑可以是碳鏈在C₆―C₄₀之間的有機羧酸和/或有機胺。如有機羧酸可以是飽和、不飽和、直鏈、支鏈或含芳香烴基團中的一種或兩種以上的混合物。修飾劑優選碳鏈在C₁₀―C₂₀之間的有機羧酸和/或有機胺。?

所述非極性或弱極性有機溶劑為碳原子數不小于5的烷烴、環烷烴、芳香烴和氯代烴中的一種或兩種以上的混合物。此外有機溶劑還可以是飽和烷烴混合物，如石油醚（戊烷和己烷的混合物）等。?