CN101319357B - 微波辅助液相还原法制备铜纳米线 - Google Patents
微波辅助液相还原法制备铜纳米线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101319357B CN101319357B CN200810122992XA CN200810122992A CN101319357B CN 101319357 B CN101319357 B CN 101319357B CN 200810122992X A CN200810122992X A CN 200810122992XA CN 200810122992 A CN200810122992 A CN 200810122992A CN 101319357 B CN101319357 B CN 101319357B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- copper
- microwave
- copper acetate
- liquid phase
- reducing agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 title claims description 13
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 26
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims abstract description 16
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229920002584 Polyethylene Glycol 6000 Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229940093429 polyethylene glycol 6000 Drugs 0.000 claims abstract description 12
- 235000010482 polyoxyethylene sorbitan monooleate Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 229920000053 polysorbate 80 Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 10
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 7
- DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N (R)-(-)-Propylene glycol Chemical compound C[C@@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N 0.000 claims description 6
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 claims description 6
- 235000013772 propylene glycol Nutrition 0.000 claims description 6
- ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N D-erythro-ascorbic acid Natural products OCC1OC(=O)C(O)=C1O ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229930003268 Vitamin C Natural products 0.000 claims description 3
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 3
- 235000019154 vitamin C Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011718 vitamin C Substances 0.000 claims description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 11
- 229960004063 propylene glycol Drugs 0.000 abstract description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 abstract description 2
- 239000008118 PEG 6000 Substances 0.000 abstract 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003335 steric effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及纳米材料制备技术领域，特指一种以醋酸铜为原料、Vc为还原剂、以吐温-80(Tween-80)或聚乙二醇6000(PEG-6000)为修饰剂、引入微波辐照，以化学还原法制备铜纳米线的方法，即以1，2-丙二醇为溶剂，取修饰剂溶于1，2-丙二醇中，再在该混合溶液中加入还原剂Vc，充分搅拌至悬浮液状态，制得还原剂-修饰剂预混体系，将预混体系置于微波反应器中微波辐照至50～80℃后，均匀滴入醋酸铜溶液，其中修饰剂与醋酸铜的摩尔比为1～2.5∶1，还原剂Vc与醋酸铜的摩尔比为1.0～1.5∶1，滴加完毕后，回流恒温反应10～30min，反应终了自然冷却至室温，得到褐红色纳米铜，离心分离，丙酮或无水乙醇洗涤，再离心分离，真空干燥后即得铜纳米线。本方法具有环保、反应条件温和、反应易于控制、成本低、工艺和流程简便的优点。
Description
技术领域
本发明涉及纳米材料制备技术领域，特指以醋酸铜为原料、维生素C(Vc)为还原剂，以非离子表面活性剂吐温-80(Tween-80)或聚乙二醇-6000(PEG-6000)为修饰剂，微波辅助液相还原制备铜纳米线。
背景技术
纳米金属材料的晶粒尺寸、形貌、表面状态和微结构直接影响到纳米金属的物化性质与用途。目前纳米金属的形貌控制合成与应用研究尚处于起步阶段，通过形貌控制可选择性地合成出四面体、立方体、棒以及三棱柱等形貌、尺寸和结构可控的纳米金属以及进行纳米分子结构的重组装是人们的研究热点，具有深远的理论意义及应用价值。合成方法是将液相还原、光诱导、γ射线辐射等合成技术同模板技术相结合，获得形貌规整的纳米金属。表面修饰剂不仅通过链状聚合物大分子的空间位阻效应和静电效应影响纳米金属粒子的尺寸和分散性，而且在适当的条件下可以诱导不同形貌的纳米金属的生长，正日益受到科研者的重视。
K MReddy、X H Chen等分别在Materials Research Bulletin(39(2004)：1491)和Surface& Coating Technology(155(2/3)(2002)：274)上指出：微波辐照的穿透性、选择加热性有利于高反应物浓度反应体系的均匀加热、均匀的纳米金属成核与生长；介质对微波的选择吸收特性有利于温和的反应条件下控制颗粒的生长形貌。S R Rajeev等已成功地合成出球形、棒状与三角形纳米银，详见J.Phys.Chem.B(109(2005)：2086)。在微波辐照下，选择较温和的液相反应体系进行纳米金属的形貌控制是纳米金属合成的新技术，正日益受到关注。
纳米铜广泛应用于各种领域，例如在高效催化剂、导电浆料、高导电率、高比强度合金和固体润滑剂等方面。因此，制备形貌可控的纳米Cu具有重要的理论意义和实用价值。但目前关于形貌可控的纳米铜的制备报导甚少。
经检索，目前尚未有利用吐温-80(Tween-80)或聚乙二醇-6000(PEG-6000)为修饰剂，以醋酸铜为原料，利用微波辅助液相还原制备铜纳米线的报导。
发明内容
本发明提出了一种以醋酸铜为原料、Vc为还原剂、以Tween-80或PEG-6000为修饰剂，利用微波辅助液相还原法制备铜纳米线，以提供形貌可控纳米铜的制备方法。
其制备方法如下：
以1，2-丙二醇为溶剂，取修饰剂溶于1，2-丙二醇中，再在该混合溶液中加入还原剂Vc，充分搅拌至悬浮液状态，制得还原剂-修饰剂预混体系，将预混体系置于微波反应器中微波辐照至50～80℃后，均匀滴入醋酸铜溶液，其中修饰剂与醋酸铜的摩尔比为1～2.5∶1，还原剂Vc与醋酸铜的摩尔比为1.0～1.5∶1，滴加完毕后，回流恒温反应10～30min，反应终了自然冷却至室温，得到褐红色纳米铜，离心分离，丙酮或无水乙醇洗涤，再离心分离，真空干燥后即得铜纳米线。
上述制备方法中，采用恒压滴液漏斗滴入醋酸铜溶液，滴入速度为20～50滴/min。
上述制备方法中，醋酸铜溶液浓度为0.2～0.5mol/L，以0.3mol/L为佳。
上述制备方法中，修饰剂为Tween-80或PEG-6000修饰剂与醋酸铜的摩尔比为2～2.5∶1，还原剂Vc与醋酸铜的摩尔比为1.3～1.5∶1；微波辐照反应温度取80℃；回流恒温反应时间取10min。
上述制备方法中，在50℃下真空干燥4小时。
附图说明
图1、图2：Tween-80为修饰剂的铜纳米线产品的透射电镜图
图3、图4：PEG-6000为修饰剂的铜纳米线产品的透射电镜图
图5：Tween-80为修饰剂的铜纳米线产品的X-射线衍射图
图6：PEG-6000为修饰剂的铜纳米线产品的X-射线衍射图
具体实施方式
下面结合具体实施实例对本发明做进一步说明。
实施例1
取0.015mol醋酸铜，在搅拌下溶于50mL 1，2-丙二醇中。取0.03mol的Tween-80，在搅拌下溶于50mL 1，2-丙二醇中，并加入0.02mol的Vc，充分搅拌至悬浮液状态，制得还原剂-修饰剂预混体系，转移至圆底烧瓶。将该烧瓶置于微波反应器中，装上恒压滴液漏斗。微波辐照至80℃，以50滴/min均匀滴入醋酸铜溶液。滴加完毕后，改成回流装置，80℃恒温反应10min后，自然冷却至室温，得到褐红色纳米铜。离心分离，无水乙醇洗涤，再离心分离，在50℃下真空干燥4小时，即得铜纳米线。从图1、图2中可以看出产物为直径在20～25nm，长度为1.2～2.1μm的铜纳米线，X-射线衍射结果见图5，从图5中可以看出产物为单质纳米铜。
实施例2
取0.025mol醋酸铜，在搅拌下溶于50mL 1，2-丙二醇中。取0.03mol的PEG-6000，在搅拌下溶于50mL 1，2-丙二醇中，并加入0.0375mol的Vc，充分搅拌至悬浮液状态，制得还原剂-修饰剂预混体系，转移至圆底烧瓶。将该烧瓶置于微波反应器中，装上恒压滴液漏斗。微波辐照至75℃，以30滴/min均匀滴入醋酸铜溶液。滴加完毕后，改成回流装置，75℃恒温反应20min后，自然冷却至室温，得到褐红色纳米铜。离心分离，丙酮洗涤，再离心分离，在50℃下真空干燥4小时，即得铜纳米线。从图3、图4可以看出产物为直径在24～50nm，长度为1.0～2.9μm的铜纳米线，X-射线衍射结果见图6，从图6中可以看出产物为单质纳米铜。
Claims (7)
1.微波辅助液相还原法制备铜纳米线的方法，其特征在于：
以1,2-丙二醇为溶剂，取修饰剂吐温-80或聚乙二醇-6000溶于1,2-丙二醇中，再在该混合溶液中加入还原剂维生素C，充分搅拌至悬浮液状态，制得还原剂—修饰剂预混体系，将预混体系置于微波反应器中微波辐照至50～80℃后，均匀滴入醋酸铜溶液，其中修饰剂与醋酸铜的摩尔比为1～2.5∶1，还原剂与醋酸铜的摩尔比为1.0～1.5∶1，滴加完毕后，回流恒温反应10～30min，反应终了自然冷却至室温，得到褐红色纳米铜，离心分离，丙酮或无水乙醇洗涤，再离心分离，真空干燥后即得铜纳米线。
2.根据权利要求1所述的微波辅助液相还原法制备铜纳米线的方法，其特征在于：采用恒压滴液漏斗滴入醋酸铜溶液，滴入速度为20～50滴/min。
3.根据权利要求1所述的微波辅助液相还原法制备铜纳米线的方法，其特征在于：醋酸铜溶液浓度为0.2～0.5mol/L。
4.根据权利要求3所述的微波辅助液相还原法制备铜纳米线的方法，其特征在于：醋酸铜溶液浓度为0.3mol/L。
5.根据权利要求1所述的微波辅助液相还原法制备铜纳米线的方法，其特征在于：修饰剂吐温-80或聚乙二醇-6000与醋酸铜的摩尔比为2～2.5∶1。
6.根据权利要求1所述的微波辅助液相还原法制备铜纳米线的方法，其特征在于：还原剂维生素C与醋酸铜的摩尔比为1.3～1.5∶1。
7.根据权利要求1所述的微波辅助液相还原法制备铜纳米线的方法，其特征在于：微波辐照反应温度取80℃；回流恒温反应时间取10min；在50℃下真空干燥4小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200810122992XA CN101319357B (zh) | 2008-06-20 | 2008-06-20 | 微波辅助液相还原法制备铜纳米线 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200810122992XA CN101319357B (zh) | 2008-06-20 | 2008-06-20 | 微波辅助液相还原法制备铜纳米线 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101319357A CN101319357A (zh) | 2008-12-10 |
| CN101319357B true CN101319357B (zh) | 2012-04-04 |
Family
ID=40179616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200810122992XA Expired - Fee Related CN101319357B (zh) | 2008-06-20 | 2008-06-20 | 微波辅助液相还原法制备铜纳米线 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101319357B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103464778B (zh) * | 2013-09-05 | 2017-03-01 | 江苏大学 | 微波或紫外辐照下不同粒径纳米铜的合成方法 |
| CN103586485B (zh) * | 2013-10-25 | 2016-05-25 | 江苏大学 | 一种紫外辅助制备纳米铜的方法 |
| CN105014095B (zh) * | 2015-07-31 | 2017-02-01 | 合肥微晶材料科技有限公司 | 一种微波醇还原制备银纳米线的方法 |
| CN105665743B (zh) * | 2016-02-29 | 2017-08-25 | 吉林大学 | 一种低温下制备铜纳米线方法 |
| CN107303609B (zh) * | 2016-04-18 | 2019-07-26 | 华东师范大学 | 一种纳米级银包铜复合线及其制备方法和应用 |
| CN109420772A (zh) * | 2017-08-25 | 2019-03-05 | Tcl集团股份有限公司 | 核壳型Cu/SnO2纳米线、其制备方法及应用 |
| CN110385444B (zh) * | 2019-07-31 | 2022-06-21 | 江苏大学 | 一种纳米铜线及湿化学法制备纳米铜线的方法 |
| CN110355379A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-10-22 | 江苏大学 | 一种不同长径比纳米铜线及其合成方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1727523A (zh) * | 2004-07-26 | 2006-02-01 | 中国科学院物理研究所 | 液相合成一维超长金属铜纳米线的方法 |
| CN1803352A (zh) * | 2005-09-29 | 2006-07-19 | 江苏大学 | 一种制备纳米铜的方法 |
-
2008
- 2008-06-20 CN CN200810122992XA patent/CN101319357B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1727523A (zh) * | 2004-07-26 | 2006-02-01 | 中国科学院物理研究所 | 液相合成一维超长金属铜纳米线的方法 |
| CN1803352A (zh) * | 2005-09-29 | 2006-07-19 | 江苏大学 | 一种制备纳米铜的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 周迪，佘希林，宋国君等.铜金属纳米线的制备及其图案化.现代化工.2007,27(12),42－44. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101319357A (zh) | 2008-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101319357B (zh) | 微波辅助液相还原法制备铜纳米线 | |
| CN111185196B (zh) | 一种具有竹叶状硫化铋纳米片状催化材料及其制备方法和应用 | |
| CN102614871A (zh) | 一种液相法制备石墨烯/银纳米粒子复合材料的方法 | |
| CN103771470B (zh) | 一种氧化铝纳米空心球中球的合成方法 | |
| CN111606319B (zh) | 碳纳米卷及其制备方法和应用以及碳纳米带 | |
| CN101934379A (zh) | 一种纳米金粒子的制备方法 | |
| CN105081348B (zh) | 一种常压一锅法制备无颗粒高纯度银纳米线的方法 | |
| CN111702186B (zh) | 一种尺寸可调的金纳米粒子的制备方法 | |
| CN103464782A (zh) | 一种西柚皮提取液微波合成银纳米粒子的方法 | |
| CN100556587C (zh) | 微波辅助液相还原法制备针状纳米镍 | |
| CN101214990A (zh) | 一种纳米氧化锌的常温合成方法 | |
| CN105293560B (zh) | 一种特殊形貌的硫化铜微米管及其制备方法及应用 | |
| CN102079840A (zh) | Ag/PMMA纳米复合材料的制备方法 | |
| CN103920874B (zh) | 一种中空复合纳米颗粒的制备方法 | |
| CN108585024B (zh) | 一种CuS空心纳米材料的合成方法 | |
| CN108285176A (zh) | 一种小粒径四氧化三铁磁性纳米粒子的制备方法 | |
| CN106423129A (zh) | 一种水热法制备石墨烯负载二氧化钛的方法 | |
| CN104227017B (zh) | 一种粒径可控银纳米粒子的制备方法 | |
| CN101357402B (zh) | 十面体纳米金的合成方法 | |
| CN112316140B (zh) | 一种Bi-DMSNs@PCM多功能纳米复合材料的制备方法 | |
| CN106115795B (zh) | 一种功能化碳包覆磁性纳米粒子的制备方法 | |
| CN107140692A (zh) | 磁性胶体核壳结构γ‑Fe2O3及Fe3O4的制备方法 | |
| CN109336163B (zh) | 一种微波合成半导体材料CuS的制备方法 | |
| CN103934470B (zh) | 一种Marks十面体Pd纳米粒子的制备方法 | |
| CN106544788A (zh) | 纳米银/二氧化硅拉曼表面增强薄膜的合成方法及应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120404 Termination date: 20150620 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |