[發明專利]一種單分散金屬、合金、氧化物單晶納米顆粒的制備方法

有效

• 申請號: 201410047796.6
• 申請日: 2014-02-11
• 公開（公告）號: CN103774235A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 姜興茂;梁帥;張耕;閔建中;楊鳳麗;付鑫;李亞情;蔡云亮;陳震
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C30B29/60
• 分類號: C30B29/60;C30B7/00;B22F9/24;B82Y40/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種制備具有可控組成及晶相單分散金屬、合金、氧化物單晶納米顆粒的方法，其特征在于按照以下步驟進行：

(1)?以反相微乳作為反應體系，該體系以有機溶劑為連續相，以金屬前驅體和堿金屬鹵化物的水溶液作為分散相，通過加入表面活性劑形成具有油包水型微乳體系；該微乳體系先于50~160℃下攪拌1~72h，然后將溫度升至70~200℃，攪拌下，共沸精餾1~48h除去分散相中的水；

?(2)?將步驟?(1)?處理后的懸濁液離心或過濾后收集，在20~150℃下烘干，形成大小均勻具有核殼結構的堿金屬鹵化物包裹的納米顆粒；

(3)?將步驟?(2)?中所得的固體粉末，在250~750℃條件下煅燒3~30h，除去表面活性劑；

(4)?將步驟?(3)?中的固體粉末用去離子水洗滌、離心3~6次，干燥后得到金屬氧化物納米顆粒；

(5)?將步驟?(3)?中的固體粉末在H₂氣氛下還原生成金屬或者合金，其中H₂體積分數為2%~100%，平衡氣體為氮氣或氬氣，還原溫度為50~750℃，還原時間為1~30h，得到的固體粉末用去離子水洗滌、離心3~6次，干燥后得到單分散金屬或者合金單晶納米顆粒。

2.根據權利要求1所述的一種制備單分散金屬、合金及其氧化物納米顆粒的方法，其特征在于反相微乳體系的連續相有機溶劑為苯、甲苯、氯仿、四氯化碳、石油醚、乙酸乙酯、二氯乙烷、二甲苯、丁醇、戊醇中的一種，這些有機溶劑能夠與水形成共沸物。

3.根據權利要求1所述的一種制備具有可控組成及晶相單分散金屬、合金、氧化物單晶納米顆粒的方法，其特征在于分散相中的堿金屬鹵化物為氯化鈉、氯化鉀、氯化鋰、氯化銫、溴化鈉、溴化鉀和溴化鋰中的一種。

4.根據權利要求1所述的一種制備具有可控組成及晶相單分散納米金屬、合金及其氧化物單晶納米顆粒的方法，其特征在于步驟(1)中金屬前驅體包括的金屬元素為下列元素中的一種或一種以上：Al、Ga、In、Tl、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi以及副族和VIII?族中除放射性元素和Hg之外的所有金屬元素。

5.根據權利要求1所述的一種制備具有可控組成及晶相單分散納米金屬、合金及其氧化物的方法，其特征在于步驟(1)中金屬前驅體為權利要求4中所述的金屬元素的水溶性硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、草酸鹽、鹵化物和絡合物中的一種或一種以上。

6.根據權利要求1所述的一種制備具有可控組成及晶相單分散納米金屬、合金及其氧化物的方法，其特征在于步驟(1)表面活性劑包括十六烷基三甲基溴化銨，二辛基琥珀酸磺酸鈉，二乙基葡萄糖酰胺，二乙基磷酸酯膽堿，十二烷基苯磺酸鈉，十八烷基苯磺酸鈉，硬脂酸鈉，十六烷基硫酸鈉，氯化（溴化）十六烷基吡啶，雙(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸鈉，磺基琥珀酸單酯二鈉，單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉，單十二烷基磷酸酯鉀，椰油酸二乙醇酰胺。

7.根據權利要求1所述的一種制備具有可控組成及晶相單分散納米金屬、合金及其氧化物單晶納米顆粒的方法，其特征在于步驟(1)中表面活性劑與水的質量比為1:1~1:1000。

8.根據權利要求1所述的一種制備具有可控組成及晶相單分散納米金屬、合金及其氧化物單晶納米顆粒的方法，其特征在于步驟(1)中連續相有機溶劑與水的體積比為10:1~1000:1；堿金屬鹵化物與金屬前驅體的質量比為0.01:1~10:1。

9.根據權利要求1所述的一種制備具有可控組成及晶相單分散納米金屬、合金及其氧化物單晶納米顆粒的方法，其特征在于步驟(1)中水與金屬前驅體的質量比為1:1~400:1。