[發明專利]一種低熔點高導電高導熱金屬納米顆粒的制備方法

在審

• 申請號: 201911405428.3
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111112632A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 蔣建中;宗俊杰;王曉東;曹慶平;張冬仙
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08;B82Y40/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明公開了一種低熔點高導電高導熱金屬納米顆粒的制備方法，該方法先配置一定比例成分的低熔點、高導電、高導熱液態金屬，一般由元素鎵、銦、鋅、錫、銻、鉍組成，和表面活性劑溶液，將液態金屬滴入燒杯中，同時按一定比例將倒入表面活性劑溶液，再將超聲探頭進入溶液中一定深度，打開超聲破碎儀，設置好溫度、時間、振幅等參數，經一定振蕩時間后，取振蕩后液體，離心清洗，可制備低熔點、高導電、高導熱金屬納米顆粒，顆粒粒徑分布從10納米到1000納米之間。此種低熔點、高導電、高導熱金屬納米顆粒制備方法簡便，在常溫環境中能較長時間保持穩定的顆粒狀態。本發明方法制備過程簡單快速高效，成本較低且易于實現，可用于工業化生產。

技術領域

本發明屬于液態金屬領域，尤其涉及一種低熔點高導電高導熱金屬納米顆粒的制備方法。

背景技術

目前，液態金屬已廣泛應用于電子、機械工程、能源等領域。近十年來，隨著對低粘度、良好流動性、高導熱/導電性和良好的生物相容性等物理化學性質的深入了解，鎵和鎵基低熔點(接近或低于生理溫度)合金在生物、化學等相關領域的應用越來越受到重視。在生物領域，特別是在生物醫學應用中，小型液滴是首選。因此，將液態金屬分散成小顆粒是其在各領域拓展應用的一個極為重要的方向。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中顆粒分布較大分布和易聚集的不足，提供一種低熔點高導電高導熱金屬納米顆粒的制備方法。本發明易于操作、成本可控，且易于用于工業化生產，得到的納米顆粒分布集中在，保存時間長。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種低熔點高導電高導熱金屬納米顆粒的制備方法，包括以下步驟：

(1)混合鎵和其它金屬得到混合物，加熱直至全部融化且混合均勻，冷卻至室溫后得到液態金屬樣品；所述其它金屬由銦、鋅、錫、鉍、銻中的一種或多種按任意比例混合組成；所述鎵占混合物的原子百分比不小于60％；

(2)將活性劑溶質加入到極性溶劑中，得到活性劑溶液；所述活性劑溶液的濃度為1mM-6mM；

(3)取步驟(2)得到的活性劑溶液加入步驟(1)得到的液態金屬樣品；；所述活性劑溶液與液態金屬樣品的體積質量比為100ml:1g；

(4)對步驟(3)得到的混合溶液進行超聲振蕩2-12h，振幅為20％-90％，再用易揮發清洗劑離心清洗2-6次，轉速為1000-10000r/min，時間為2-8min，得到金屬納米顆粒。

進一步地，所述步驟(1)中，所述液態金屬樣品為Ga_85.8In_14.2或Ga₇₆In₁₄Sn₁₀。

進一步地，所述步驟(2)中，所述活性劑溶質選自正十八烷基硫醇、正十二烷基硫醇、3-巰基-N-壬基丙酰胺；所述極性溶劑選自無水乙醇、丙酮；所述活性劑溶液的濃度為2mM。

進一步地，所述步驟(4)中，所述超聲振蕩的時間為6h，振幅為50％。

進一步地，所述步驟(4)中，所述離心清洗的次數為4次，轉速為10000r/min，時間為5分鐘；所述易揮發清洗劑選自無水乙醇、丙酮。

進一步地，所述金屬納米顆粒的粒徑為10nm-1000nm。

本發明的有益效果是：本發明方法適用于鎵基系列合金，制備所述低熔點、高導電、高導熱金屬納米顆粒，以實現分散尺度的細化和保存，具有以下特點：

1、本發明通過低熔點液態金屬所制備的金屬納米顆粒，在使用活性劑的條件下，在常溫環境下能夠較長時間保持穩定的顆粒狀態。

2、本發明的納米金屬顆粒，其原樣品制備、活性劑溶液制備以及制備工藝都很簡便，成本較低，可用于工業化生產。