[發明專利]一種銅納米粒子的液相還原制備方法

在審

• 申請號: 202010957618.2
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN114178539A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 朱連杰;陳佩雯
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種銅納米粒子的液相還原制備方法，步驟如下：(1)將0.6g Cu(NO₃)₂·3H₂O溶于10mL蒸餾水中，并在室溫下通過磁力攪拌器進行混合；(2)在攪拌下將1mL 1M葡萄糖添加到步驟(1)得到的溶液中；(3)將0.5M NaOH滴加到燒杯中，攪拌直至pH值約為11；(4)將0.5?2mL水合肼緩慢加入混合液中，并在80％的振幅下進行超聲輻照5分鐘。最后，將沉淀物離心，用蒸餾水和乙醇洗滌幾次，并在60℃下干燥。本發明以硝酸銅為銅源、葡萄糖為模板劑、在氫氧化鈉堿性條件下，以水合肼為還原劑，通過液相還原法制備出粒徑較小且分布均勻的銅納米粒子。此方法是一種清潔、安全、高效、環保的制備方法，可實現大規模生產。

技術領域：

本發明涉及一種簡單安全的銅納米粒子的合成方法，具體地說是以硝酸銅為銅源，以葡萄糖為模板劑，以不同體積的水合肼作為還原劑，通過液相還原法制備出高分散的銅納米粒子的方法。

發明背景：

“納米科學”是新興的應用科學，主要研究結構尺寸在0.1至100納米范圍內材料的性質和應用。近年來，納米技術的研究取得了重要進展，納米材料的應用前景也十分廣闊，如：納米電子器件，醫學和健康，航天、航空和空間探索，環境、資源和能量，生物技術等。納米材料具有特殊的性質，如較大的比表面積，每克這種固體的比表面積能達到幾百甚至上千平方米，這使得它們可作為高活性的吸附劑和催化劑，在氫氣貯存、有機合成和環境保護等領域有著重要的應用前景。新型金屬納米粒子因其出色的理化特性而受到了許多領域的關注。當顆粒的尺寸減小為納米量級時，納米體系包含的原子數大大降低，宏觀固體的準連續能帶消失，表現為分裂的能級，量子尺寸效應非常顯著。因此，為了獲得性能優異的材料，控制顆粒的大小和形態非常重要。納米銅材料主要用在透明導電電極、透明導電薄膜、傳感器、生物醫藥、催化劑、熱氫發生器、凝膠推進劑、燃燒活性劑等方面。因此對銅納米粒子的研究成為了一個很有意義的研究課題。長期以來，人們已經知道銅作為抗菌劑的效果十分優異，它是一種低毒的有效藥物，且容易獲取，在抗菌治療中尤其重要。經過人們不斷的探索，已經研究出了多種合成方法，包括輻射法，微乳化技術，超臨界技術，激光燒蝕，化學氣相沉積等。這些合成方法既費時又要使用昂貴的儀器進行實驗。而且，通過上述方法合成的Cu納米粒子容易聚集，然后引起其化學性質的劣化，并且因此降低了抗菌性。

鑒于以上方法的缺陷，現需要一種安全、高效、環保的合成方法來制備銅納米粒子，對銅納米粒子的生長機理的探究將有助于進一步設計優化合成工藝。

發明內容：

本發明提供了一種環保、高效的銅納米粒子的制備方法，并通過改變還原劑的體積，探究銅納米粒子的生長機理。

本發明的技術方案如下：

(1)將0.6g Cu(NO₃)₂·3H₂O溶于10mL蒸餾水中，并在室溫下通過磁力攪拌器進行混合；

(2)在攪拌下將1mL 1M葡萄糖添加到步驟(1)得到的溶液中

(3)將0.5M NaOH滴加到燒杯中，攪拌直至pH值約為11

(4)將0.5-2mL水合肼緩慢加入混合液中，并在80％的振幅下進行超聲輻照5分鐘。最后，將沉淀物離心，用蒸餾水和乙醇洗滌幾次，并在60℃下干燥。

本發明具有以下優越性：

(1)該制備銅納米粒子方法簡單安全高效，葡萄糖作為模板劑能夠更好的控制樣品的形貌；

(2)利用水合肼做還原劑，反應釋放出N₂，對環境污染小。

附圖說明：

圖1為本發明實施例提供的銅納米粒子的SEM圖。

圖2為本發明實施例提供的銅納米粒子的XRD圖。