[發(fā)明專利]一種M@N核殼結(jié)構(gòu)納米材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711416273.4
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108031838B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曼;鄭文;李方園;毛耀全
• 申請（專利權(quán)）人: 暢的新材料科技(上海)有限公司
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;B22F9/24;B22F1/00;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 31336 上海怡恩專利代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 牟俊玲

本發(fā)明公開了一種M@N核殼結(jié)構(gòu)納米材料的制備方法，屬于金屬納米材料技術(shù)領(lǐng)域。包括如下步驟:（1）將原料金屬M(fèi)鹽溶于溶劑中配制成反應(yīng)前驅(qū)液；（2）向反應(yīng)前驅(qū)液中加入還原劑，得到金屬M(fèi)的溶膠；（3）對金屬M(fèi)的溶膠進(jìn)行攪拌，陳化處理，得到金屬M(fèi)的凝膠；（4）對金屬M(fèi)的凝膠進(jìn)行離心，將得到的沉淀進(jìn)行洗滌、離心和干燥；（5）將干燥后的沉淀物添加到作為包覆層的N的溶膠中，攪拌一段時(shí)間后離心，并對沉淀進(jìn)行洗滌、干燥、粉碎；（6）將粉碎后的沉淀物進(jìn)行高溫煅燒，即可得到M@N核殼結(jié)構(gòu)的納米粉體。包覆層可以有效的防止金屬納米粉體被氧化，實(shí)現(xiàn)長期的耐候性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種M@N核殼結(jié)構(gòu)納米材料的制備方法，屬于金屬納米材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

金屬納米材料是納米材料的一個重要分支。金屬納米粉體屬零維納米材料，其原子和電子結(jié)構(gòu)不同于化學(xué)成分相同的金屬粒子。它具有不同于宏觀物體和單個原子的磁、光、電、聲、熱、力及化學(xué)等方面奇異特性。納米材料具有量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)、庫侖阻塞效應(yīng)、介電限域效應(yīng)等物理效應(yīng)。

自1963年日本上田良二教授首創(chuàng)氣體冷凝法制備超微金屬納米粒子以來，世界上對金屬納米粉體的研究蓬勃開展，并取得了很大的進(jìn)展，例如用于電子器件中導(dǎo)電涂層的銀納米粒子在100℃下即可燒結(jié)，使電路基板的材料從陶瓷轉(zhuǎn)變?yōu)闃渲⑺芰系取Ｔ偃缬勉y納米粒子制作的超低溫稀釋致冷機(jī)的熱交換壁、Fe-Ni納米粒子制作的高密度金屬磁帶，目前都已進(jìn)入實(shí)用階段，它們的年需量可達(dá)噸級以上。金屬納米粒子及其復(fù)合材料已在冶金、機(jī)械、化工、電子、國防、核技術(shù)、航空航天等研究領(lǐng)域呈現(xiàn)出極其重要的應(yīng)用價(jià)值。目前，中國已在金屬納米粉體材料產(chǎn)業(yè)化方面具備一定的技術(shù)基礎(chǔ)，產(chǎn)品質(zhì)量幾乎都達(dá)到國際水平。

隨著納米科技的突飛猛進(jìn)，光電工業(yè)開發(fā)了大量的消費(fèi)產(chǎn)品，進(jìn)入了我們每一個人的生活。各種光電組件除了充分運(yùn)用各種納米材料的光特性之外,金屬反射膜也扮演相當(dāng)重要的地位。另外,金屬膜在傳統(tǒng)光學(xué)組件中也是不可或缺的角色，利用金屬的反射特性可以設(shè)計(jì)出不同的金屬納米光學(xué)材料。

具有反射特性的金屬材料達(dá)到納米級別以后，其光學(xué)特性表現(xiàn)的就愈加明顯，尤其是以Cu、Ag、Au、Pt和Al等納米金屬為代表的一類具有反射特性的納米材料，其在紅外區(qū)域的反射特性可以拓展到涂層材料中從而可以達(dá)到高效隔熱的效果。但是，這些具有反射特性的金屬納米材料由于可能長期暴露在具有一定氧化性的氛圍之中，因而它們的紅外阻隔效率會逐漸降低。為了實(shí)現(xiàn)材料的抗氧化性，我們研究出一種核殼結(jié)構(gòu)，也就是說對紅外反射的納米材料進(jìn)行透明氧化物層或者透明高分子層的包覆，例如二氧化硅SiO₂、氧化鋁Al₂O₃、二氧化鈦TiO₂、氧化鎂MgO、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚苯乙烯PS和聚碳酸酯PC和聚對苯二甲酸乙二醇酯APET、RPET、PETG、PET等，這些包覆層的添加不但可以保留金屬納米的紅外反射的特性，甚至可以對紅外阻隔起到促進(jìn)的作用，同時(shí)，還可以有效的防止金屬納米的氧化，可以實(shí)現(xiàn)長期的耐候性能。

單純的金屬M(fèi)的納米粉末(M為金屬元素)，長時(shí)間暴露在空氣中會被氧化。設(shè)計(jì)一種M@N核殼結(jié)構(gòu)納米材料的制備方法，將N物質(zhì)包覆在金屬M(fèi)包覆外，N為透明氧化物或透明高分子化合物，相比較單純的金屬M(fèi)的納米粉末，在外圍進(jìn)行包覆的M@N結(jié)構(gòu)的納米粉末，可以有效的防止金屬M(fèi)長時(shí)間暴露在空氣中而被氧化，也可以有效的改善單純的金屬M(fèi)納米粉末的光學(xué)性質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于：提供一種M@N核殼結(jié)構(gòu)納米材料的制備方法，它解決了單純的金屬M(fèi)的納米粉末，長時(shí)間暴露在空氣中會被氧化，性質(zhì)發(fā)生變化的問題。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采取以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種M@N核殼結(jié)構(gòu)納米材料的制備方法，包括如下步驟:

(1)將原料金屬M(fèi)鹽與分散劑溶于溶劑中配制成溶液，攪拌均勻后得到濃度范圍為0.001-2M的反應(yīng)前驅(qū)液；