[發(fā)明專利]制備金屬納米顆粒的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110445506.3
• 申請(qǐng)日: 2021-04-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113263172B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙寧;徐亞晨;徐海洋;徐晗飛;曲明鎬;廖英杰;魏斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號(hào): B22F1/054
• 分類號(hào): B22F1/054;B22F9/12;B82Y30/00;B82Y40/00;C23C14/18;C23C14/26
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

本發(fā)明公開(kāi)了一種制備金屬納米顆粒的方法，屬于金屬納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于金屬納米粒子的物理制備方法，將聚四氟乙烯分散液涂覆于玻璃基板表面后干燥，得到聚四氟乙烯涂層的玻璃基板；然后，將基板放入手套箱真空蒸鍍器中，將金屬絲高溫蒸發(fā)至聚四氟乙烯涂層玻璃基板上，繼而生長(zhǎng)形成金屬納米顆粒。當(dāng)制備不同金屬納米顆粒時(shí)，通過(guò)控制金屬納米顆粒生長(zhǎng)層厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)各金屬的金屬納米粒子粒徑。本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)潔，制備工藝原理簡(jiǎn)單，減少一系列化學(xué)反應(yīng)合成以及提純，節(jié)能，環(huán)保，安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要屬于金屬納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于金屬納米粒子的物理制備方法。

背景技術(shù)

金屬納米粒子材料，以其奇異的物理和化學(xué)性能，使得它在冶金工業(yè)，先進(jìn)陶瓷，電子電器，生物工程，農(nóng)業(yè)，光電一體化，化學(xué)工業(yè)，醫(yī)學(xué)，分子組裝，環(huán)境保護(hù)，能源，國(guó)防等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景，如高效的催化觸媒材料，含能材料，防腐蝕材料，潤(rùn)滑油添加劑材料和醫(yī)療衛(wèi)生殺菌材料等。因而有關(guān)研究越來(lái)越受到關(guān)注。

目前制備金屬納米粒子一般有物理方法，化學(xué)方法兩種?；瘜W(xué)法是通過(guò)適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)，從分子，原子，離子出發(fā)進(jìn)行制備納米粒子。而化學(xué)沉淀法是迄今為止制備金屬納米粒子最為廣泛的方法，它是在金屬鹽的水溶液中控制適當(dāng)?shù)臈l件使沉淀劑與金屬離子反應(yīng)，產(chǎn)生金屬粒子沉淀，之后進(jìn)行離心分離，干燥得到金屬納米粒子。它的缺點(diǎn)是化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜，仍停留在實(shí)驗(yàn)室階段，且成本較高能耗大。物理方法是制備金屬納米粒子的經(jīng)典方法，其中機(jī)械粉碎法和蒸發(fā)凝聚法是常用方法，第一種是指在粉碎力的作用下，固體料塊或粒子發(fā)生變形而產(chǎn)生更微細(xì)的顆粒。它的缺點(diǎn)是制備工藝簡(jiǎn)陋，純度較低以及粒徑難以控制等。第二種是在高真空條件下，將金屬原料獨(dú)立地進(jìn)行等離子體蒸發(fā)，激光束加熱蒸發(fā)，太陽(yáng)爐加熱蒸發(fā)等，使之成為原子或分子，再凝聚生成納米粒子附著在內(nèi)壁上，然后將其收集。它的缺點(diǎn)是收集比較困難，設(shè)備成本高，生產(chǎn)率低等。

因此，急需一種制備方法簡(jiǎn)單，制備過(guò)程環(huán)保安全且成本低廉的新型制備金屬納米顆粒的物理方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制備金屬納米顆粒的方法，能對(duì)各金屬納米粒子進(jìn)行物理制備，針對(duì)已報(bào)道的有關(guān)制備金屬粒子研究中，反應(yīng)過(guò)程需要進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)合成以及提純的缺點(diǎn)，該物理制備方法操作簡(jiǎn)單，成本低廉，安全系數(shù)高的優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種制備金屬納米顆粒的方法，包括以下步驟：

(1)采用玻璃基板為襯底；所述玻璃基板的長(zhǎng)度不小于3.1cm，寬度不小于2.6cm，厚度不低于0.2cm；

(2)采用聚四氟乙烯(PTFE)分散液；

(3)將在所述步驟(2)中的聚四氟乙烯分散液涂覆在所述步驟(1)玻璃基板表面后，進(jìn)行干燥，得到聚四氟乙烯涂層的玻璃基板；

(4)將在所述步驟(3)中得到的涂膜后的基板放入手套箱真空蒸鍍器中，將金屬絲高溫蒸發(fā)至聚四氟乙烯涂層玻璃基板上，繼而形成金屬納米粒子生長(zhǎng)層；

(5)將在所述步驟(4)中形成的附著金屬納米顆粒的基板放入溶劑中進(jìn)行超聲處理，使金屬納米粒子從基板表面脫離并分散至溶液中，得到含有金屬納米顆粒的分散液；

(6)將含有金屬納米顆粒的分散液進(jìn)行離心，得金屬納米粒子分散液，干燥后得到金屬納米粒子粉末。

優(yōu)選地，在所述步驟(2)中，聚四氟乙烯分散液所用溶劑為去離子水，聚四氟乙烯分散液中的聚四氟乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％。

優(yōu)選地，在所述步驟(3)中，涂覆采用旋涂或噴涂方法。

優(yōu)選地，在所述步驟(3)中，聚四氟乙烯涂層厚度不低于0.5mm。

優(yōu)選地，在所述步驟(4)中，金屬絲采用金、銀、鋁、鋅、銅和鈦中至少一種金屬材料制成。