CN100999019A - 液相中脉冲激光烧蚀制备金属纳米粒子胶体的装置 - Google Patents

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Abstract

一种液相中脉冲激光烧蚀制备金属纳米粒子胶体的装置，包括激光发生器、盛放液体的烧蚀容器、金属标靶，所述金属标靶固定在基座上，所述的基座贯穿烧蚀容器底部与置于烧蚀容器下方的底座内，所述基座与所述烧蚀容器液密封；所述底座内设有电机，所述电机的输出轴与所述基座固接；所述激光发生器的激光点偏离基座的旋转轴心点。本发明标靶可旋转，激光射击到靶材表面所形成的烧蚀区域是一个圆环，从而增加了激光一次性烧蚀制备的金属纳米粒子胶体；同时旋转的过程就相当于在搅拌，可谓一举两得。

Description

液相中脉冲激光烧蚀制备金属纳米粒子胶体的装置
(一)技术领域
本发明是一种液相中脉冲激光烧蚀制备金属纳米粒子胶体的装置。
(二)背景技术
金属纳米粒子胶体是一种由尺寸为0.1-100纳米的金属粉末和颗粒组成的具有高度分散性、且在溶液中能稳定存在的体系。此材料具有很多不同于常规材料的性能：如磁、光、热、电、超导电性等。因此金属纳米材料已成为世界各国研究和发展的热点和重点，它正形成新兴产业，带动我国高新技术的发展，从而产生巨大的经济效应和社会影响。
目前国内外制备金属纳米粒子胶体的方法很多：如化学氧化还原法、化学沉积法、真空蒸镀法。电化学粗糙电极法、溶胶-凝胶法等。而脉冲激光烧蚀技术(Pulsed laser ablation)是在激光技术发展较完善后进入纳米技术中的，它是一种最近发展起来制备纳米粒子、纳米粉和纳米薄膜的高端技术，其工作原理是：将具有很高能量的激光束经透镜聚焦后，在焦点附近产生数千度乃至上万度的高温，此高温几乎可以融化掉所有的材料。当激光照射到液体中的靶材表面时，一部分入射光反射，一部分入射光被吸收，一旦表面吸收的激光能量超过蒸发温度，靶材就会融化蒸发出大量原子、电子和离子，从而在靶材表面形成一个等离子体。等脉冲激光移走后，等离子体会快速淬火迅速冷却，其中的原子就在液体中凝结起来形成胶体，如此就能获得所需的金属纳米材料。它的一个优点是：制备出高纯度的纳米材料。而液相中脉冲激光烧蚀制备金属纳米粒子胶体技术是在液体的环境中对金属靶材进行烧蚀，从而获得金属纳米粒子胶体。如图1所示是目前国内普遍使用的烧蚀装置。这种装置中标靶是放置在容器底部，不会旋转。这样造成的问题有：1、脉冲激光只能对靶材表面上的一小区域进行照射，靶材利用率低；2、此装置的流动性差，烧蚀后制备的金属胶体不能及时的分散开来，从而使纳米粒子团聚的机率大幅增加，故常需要外加搅拌。因此这个装置有很大的局限性。
(三)发明内容
为解决现有液相中激光烧蚀制备金属纳米粒子胶体装置存在的靶材利用率低、纳米粒子易团聚的不足，本发明提供一种靶材利用率高、团聚率低的液相中脉冲激光烧蚀制备金属纳米粒子胶体的装置。
为此，本发明采用如下技术方案：
一种液相中脉冲激光烧蚀制备金属纳米粒子胶体的装置，包括激光发生器、盛放液体的烧蚀容器、金属标靶，所述金属标靶固定在基座上，所述的基座贯穿烧蚀容器底部与置于烧蚀容器下方的底座内，所述基座与所述烧蚀容器液密封；所述底座内设有电机，所述电机的输出轴与所述基座固接；所述激光发生器的激光点偏离基座的旋转轴心点。
进一步，所述基座与所述烧蚀容器通过密封圈液密封。
进一步，所述基座通过联轴杆与所述电机的输出轴固接。
更进一步，所述联轴杆的下端面延伸有容纳液体的的凹盘。
再进一步，所述联轴杆位于凹盘中心。
本发明的有益效果是：标靶旋转，激光射击到靶材表面所形成的烧蚀区域是一个圆环，从而增加了激光一次性烧蚀制备的金属纳米粒子胶体；同时旋转的过程就相当于在搅拌，可谓一举两得。
(四)附图说明
图1是现有的液相中激光烧蚀制备金属纳米粒子胶体装置示意图；
图2是本发明液相中激光烧蚀制备金属纳米粒子胶体装置示意图；
其中，1-烧蚀容器，3-金属标靶，4-基座，5-底座，6-电机，7-联轴杆，8-密封圈。
(五)具体实施方式
下面结合具体方式对本发明进行进一步描述：
实施例：
参照附图2，一种液相中脉冲激光烧蚀制备金属纳米粒子胶体的装置，包括激光发生器、盛放液体的烧蚀容器1、金属标靶3，所述金属标靶固定在基座4上，所述的基座贯穿烧蚀容器底部与置于烧蚀容器下方的底座5内，所述基座与所述烧蚀容器通过密封圈8液密封，有效防止溶液泄漏，从而对步进电机造成损害；所述底座内设有电机6，所述电机的输出轴通过联轴杆7与所述基座固接；所述激光发生器的激光点偏离基座的旋转轴心点。所述联轴杆的下端面延伸有容纳液体的的凹盘，所述联轴杆位于凹盘中心，联轴杆有凹盘，其目的是若溶液发生渗漏，凹盘可以防止渗漏的溶液对电机直接造成损害。
制备金属纳米粒子胶体的一种具体实施例：KrF气体激光器(脉宽：30ns，波长：248nm，脉冲能量：292mJ/pulse，原始光斑尺寸：24×5mm2，重复率：10Hz)在聚焦光斑尺寸为4×1mm2的条件下，其激光功率密度分别为7.3J/cm2，激光照射到浸入在10ml的蒸馏水(无SDS)中的Ag靶，照射时间为10min。标靶转速为0～30rad/min。

Claims (5)

1、一种液相中脉冲激光烧蚀制备金属纳米粒子胶体的装置，包括激光发生器、盛放液体的烧蚀容器、金属标靶，其特征在于，所述金属标靶固定在基座上，所述的基座贯穿烧蚀容器底部与置于烧蚀容器下方的底座内，所述基座与所述烧蚀容器液密封；
所述底座内设有电机，所述电机的输出轴与所述基座固接；
所述激光发生器的激光点偏离基座的旋转轴心点。
2、如权利要求1所述的液相中脉冲激光烧蚀制备金属纳米粒子胶体的装置，其特征在于，所述基座与所述烧蚀容器通过密封圈液密封。
3、如权利要求2所述的液相中脉冲激光烧蚀制备金属纳米粒子胶体的装置，其特征在于，所述基座通过联轴杆与所述电机的输出轴固接。
4、如权利要求3所述的液相中脉冲激光烧蚀制备金属纳米粒子胶体的装置，其特征在于，所述联轴杆的下端面延伸有容纳液体的的凹盘。
5、如权利要求4所述的液相中脉冲激光烧蚀制备金属纳米粒子胶体的装置，其特征在于，所述联轴杆位于凹盘中心。
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