[發明專利]一種金屬納米顆粒的制備方法

有效

• 申請號: 201810073372.5
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108315769B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 水玲玲;韓庚辛;曹潔萍;金名亮;周國富
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: C25C5/02
• 分類號: C25C5/02;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 唐致明

本發明公開了一種金屬納米顆粒的制備方法，利用電化學技術電解與金屬氧化物接觸的導電溶液，使得導電溶液與金屬氧化物發生反應制備得到金屬納米顆粒，利用該方法得到的金屬納米顆粒粒徑、形貌可控、納米顆粒存在的區域范圍可控，并且制備方法簡單，成本低廉，可實現大面積生產，且整個過程無有害物質，符合綠色生產原則。

技術領域

本發明涉及納米材料的制備技術領域，尤其是涉及一種金屬納米顆粒的制備方法。

背景技術

納米顆粒因其獨特的性能，如量子尺寸效應、表面效應、界面效應、體積效應、小尺寸效應、宏觀量子隧道效應等，引起了材料和催化領域的廣泛關注，而納米顆粒制備技術則是納米材料性能研究和應用的重要基礎。

譬如銦納米顆粒具有獨特的光學性質，可應用于超導材料、催化劑、電子器件、氣體傳感器、表面增強拉曼散射和太陽能電池等領域。銦納米顆粒的許多應用和其與光相互作用時產生的表面等離子體共振密切相關，即金屬粒子表面存在大量自由電子，當光照射到金屬表面時，電子受光波作用發生集體共振，這共振就產生表面等離子波，致使局部場增強，由于銦納米顆粒的諸多用途，其制備及應用引起越來越多的關注。正是由于銦納米顆粒有很好的光學性能，因此對其制備方法的研究有很多。目前可分為兩大類，第一類物理方法包括激光燒蝕法、超聲輻射法、熱蒸發法、液相分散法等，此類方法存在著顆粒粒徑不可控且還需要復雜的實驗設備等缺點，另一類是化學方法，包括鈉還原法、離子液體中金屬鹽的還原、有機金屬前軀體分解等，這類方法用到的原材料成本高且有毒，因此傳統制備方法都存在著缺陷。

譬如金納米顆粒因其突出的催化性能，已經成為納米材料領域中的研究熱點之一，常用的制備金納米顆粒的方法是利用檸檬酸或殼聚糖進行氧化還原反應，但是需要較高的溫度下反應，制備過程較為復雜，且難以實現大面積的制備。

總的來說，目前制備納米顆粒的方法主要有化學沉淀法、模板法、溶膠-凝膠法等，但是化學沉淀法制備的金屬納米顆粒粒徑通常較大且難以控制尺寸，模板法制備工藝較為繁瑣，尤其去除模板較為困難，溶膠-凝膠法得到的金屬納米顆粒容易團聚，影響使用的效果。因此需要尋找一種制備工藝簡單、成本低廉且能夠大面積制備金屬納米顆粒的方法。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種金屬納米顆粒的制備方法。

本發明所采取的技術方案是：

本發明提供一種金屬納米顆粒的制備方法，包括以下步驟：

(1)取或制備反應池，所述反應池包括襯底和設置在所述襯底上的圍堰結構，所述圍堰結構在所述襯底上圍成反應區域，所述反應區域內制備有金屬氧化物層；

(2)在所述反應池中加入導電溶液；

(3)連接電源，所述導電溶液與電源的正極電性連接，所述金屬氧化物層與電源的負極電性連接，接通電源進行電解。

優選地，所述金屬氧化物層的材料為銦錫氧化物、鋁鋅氧化物、鋅錫氧化物、氧化鋅、氧化金、氧化銀、氧化銅、氧化鐵中的至少一種。

優選地，所述導電溶液為去離子水、堿性溶液、酸性溶液、金屬鹽溶液中的任一種。

本發明中步驟(1)中反應池的襯底和圍堰結構可以是一體成型，也可以是分步制備，優選地，步驟(1)具體為：取襯底，在所述襯底上制備金屬氧化物層，再在所述金屬氧化物層上制備圍堰結構。

優選地，所述圍堰結構的材料為聚合物。

進一步地，所述圍堰結構的材料為丙烯酸酯聚合物、環氧樹脂、水溶性壓敏膠、硅膠中的任一種。

優選地，步驟(1)中所述金屬氧化物層的制備方式為磁控濺射法、真空蒸發法、離子增強沉積法、激光脈沖沉積法、溶膠凝膠法、噴霧熱解法、化學氣相沉積法、均相沉淀法中的任一種。