CN103100723A - 一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法 - Google Patents

一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法 Download PDF

Info

Publication number
CN103100723A
CN103100723A CN2013100446696A CN201310044669A CN103100723A CN 103100723 A CN103100723 A CN 103100723A CN 2013100446696 A CN2013100446696 A CN 2013100446696A CN 201310044669 A CN201310044669 A CN 201310044669A CN 103100723 A CN103100723 A CN 103100723A
Authority
CN
China
Prior art keywords
preparation
solution
metallic copper
deionized water
nano material
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.)
Granted
Application number
CN2013100446696A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103100723B (zh
Inventor
陈慧玉
徐春菊
周瑞华
赵贵哲
王晓峰
柳学义
郝耀武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North University of China
Original Assignee
North University of China
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North University of China filed Critical North University of China
Priority to CN201310044669.6A priority Critical patent/CN103100723B/zh
Publication of CN103100723A publication Critical patent/CN103100723A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103100723B publication Critical patent/CN103100723B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法，涉及一种单质金属铜纳米材料的制备方法。包括以下步骤：以二水合二氯化铜为铜源、去离子水为溶剂，配制Cu2+浓度为0.026mol/L的溶液，加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，充分搅拌；将水合肼逐滴滴加入上述溶液中，充分搅拌，转移至反应釜中，密封，置于50~180℃的烘箱中反应1~30h；反应结束后离心收集产物，将产物用去离子水和无水乙醇分别清洗，然后真空干燥，或者直接贮存在含有微量水合肼的无水乙醇中，即得成品。本发明合成过程环境友好、无污染；制备工艺简单、成本低、过程容易控制，易于大规模生产；产品结构形貌丰富、选择性高、重复性好。

Description

一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种单质金属铜纳米材料的制备方法，具体涉及一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法。
背景技术
 铜是唯一能大量天然产出的金属，存在于各种矿石中；它在有色金属材料领域的消费中仅次于铝。金属铜纳米材料作为重要的工业原料，代替贵金属粉末在制作高级润滑油、导电浆料、高效催化剂等方面可大大降低工业成本，有着广阔的应用前景。因此，近年来对金属铜纳米材料的研究已经引起了国内外的广泛关注。
目前，制备金属纳米材料的方法很多，主要有γ射线辐射法、物理气相沉积法、微乳液法、高能球磨法、溶胶-凝胶法、电解法等，但是，这些方法存在成本高，能耗大，生产复杂，产品易团聚，流动性差，很难满足电子导电浆料、润滑油及粉末冶金等行业的要求的缺点。
近年来，水热法由于具有操作简单、成本低、能耗小、产品粒径可控等优点，已成为目前制备金属纳米材料最常用的方法。但是，至今尚未有文献报道仅通过水热法就能够可控制备多种形貌的金属铜纳米材料，尤其是网状的纳米带这种独特的形貌，至今还未见任何文献报道。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法，以达到通过控制反应温度、反应时间、表面活性剂用量、还原剂用量等参数，可以选择性地合成具有不同尺寸或形貌的金属铜纳米材料的目的。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法，包括以下步骤：
（1）以二水合二氯化铜为铜源、去离子水为溶剂，配制Cu2+浓度为0.026 mol/L的溶液，加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，充分搅拌，得到混合溶液；
（2）将水合肼逐滴滴加入上述混合溶液中，充分搅拌，转移至反应釜中，密封，置于50~180℃的烘箱中反应1~30 h；
（3）反应结束后离心收集产物，将产物用去离子水和无水乙醇分别清洗，然后真空干燥，或者直接贮存在含有微量水合肼的无水乙醇中，即得成品。
进一步地，所述的步骤（1）中270mL浓度为0.026 mol/L的溶液添加0.2~3 g的表面活性剂。
所述的步骤（2）中水合肼浓度为98%，270mL浓度为0.026 mol/L的溶液滴加2~15 mL的水合肼。
本发明方法可选择性地合成粒径可控或具有不同形貌的金属铜纳米材料，在表面活性剂辅助下，于反应釜中，通过水热反应，以二水合二氯化铜为铜源、水合肼为还原剂，通过控制反应温度、反应时间、表面活性剂用量、还原剂用量，一步就可以选择性地制备出具有不同尺寸或不同形貌的金属铜纳米材料（如纳米粒子、纳米正方体、带状等一维结构材料），可直接在空气中合成、无需氮气或惰性气体保护，经济环保，有利于大规模生产，利用本发明方法制备得到的金属铜纳米材料，粒度可控，粒径分布窄，具有多种形貌，选择性高、重复性好，可应用于催化、润滑油、导电浆料等诸多领域。
将利用本发明方法制得的金属铜纳米材料通过以下手段进行结构表征：纯度采用Bruker D8 X-射线衍射仪(XRD)进行分析(Cu Ka)；形貌采用JEOL JSM6700F场发射扫描电子显微镜和JEOL JEM2100F透射电子显微镜表征。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）合成过程环境友好、无污染；
（2）制备工艺简单、成本低、过程容易控制，因此，易于大规模生产；
（3）产品的结构形貌丰富、选择性高、重复性好。
附图说明
图1是实施例1得到的金属铜纳米材料的X-射线衍射(XRD)图；
图2是实施例1得到的金属铜纳米材料的透射电子显微镜(TEM)照片；
图3是实施例2得到的金属铜纳米材料的透射电子显微镜(TEM)照片；
图4是实施例3得到的金属铜纳米材料的透射电子显微镜(TEM)照片；
图5是实施例4得到的金属铜纳米材料的扫描电子显微镜(SEM)照片；
图6是实施例5得到的金属铜纳米材料的扫描电子显微镜(SEM)照片。
具体实施方式
实施例1
一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法，包括以下步骤：
（1）以二水合二氯化铜为铜源、去离子水为溶剂，配制270 mL Cu2+浓度为0.026 mol/L的溶液；
（2）将2 g十二烷基苯磺酸钠加入到步骤（1）所配制的溶液中，充分搅拌；
（3）将5 mL水合肼（98%）逐滴滴加入步骤（2）所得到的溶液中，充分搅拌；
（4）将步骤（3）所得到的溶液转移至375 mL反应釜中，密封，置于100℃的烘箱中反应10 h；
（5）反应结束后离心收集产物，将产物用去离子水和无水乙醇分别清洗3次，然后真空干燥；
（6）取干燥过的样品进行相态和形貌表征。XRD图谱表明其具有FCC相，且纯度非常高（见图1）；透射电子显微镜观测表明，所得产物为金属铜纳米颗粒，直径约为40~45 nm（见图2）。
实施例2
一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法，包括以下步骤：
（1）以二水合二氯化铜为铜源、去离子水为溶剂，配制270 mL Cu2+浓度为0.026 mol/L的溶液；
（2）将2 g十二烷基苯磺酸钠加入到步骤（1）所配制的溶液中，充分搅拌；
（3）将5 mL水合肼（98%）逐滴滴加入步骤（2）所得到的溶液中，充分搅拌；
（4）将步骤（3）所得到的溶液转移至375 mL反应釜中，密封，置于75℃的烘箱中反应10 h；
（5）反应结束后离心收集产物，将产物用去离子水和无水乙醇分别清洗3次，然后真空干燥；
（6）取干燥过的样品进行形貌表征。透射电子显微镜观测表明，所得产物为金属铜纳米立方体，直径约为40 nm（见图3）。
实施例3
一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法，包括以下步骤：
（1）以二水合二氯化铜为铜源、去离子水为溶剂，配制270 mL Cu2+浓度为0.026 mol/L的溶液；
（2）将2 g十二烷基苯磺酸钠加入到步骤（1）所配制的溶液中，充分搅拌；
（3）将5 mL水合肼（98%）逐滴滴加入步骤（2）所得到的溶液中，充分搅拌；
（4）将步骤（3）所得到的溶液转移至375 mL反应釜中，密封，置于150℃的烘箱中反应10 h；
（5）反应结束后离心收集产物，将产物用去离子水和无水乙醇分别清洗3次，然后真空干燥；
（6）取干燥过的样品进行形貌表征。透射电子显微镜观测表明，所得产物为网状金属铜纳米带（见图4）。
实施例4
一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法，包括以下步骤：
（1）以二水合二氯化铜为铜源、去离子水为溶剂，配制270 mL Cu2+浓度为0.026 mol/L的溶液；
（2）将0.5 g十二烷基苯磺酸钠加入到步骤（1）所配制的溶液中，充分搅拌；
（3）将8 mL水合肼（98%）逐滴滴加入步骤（2）所得到的溶液中，充分搅拌；
（4）将步骤（3）所得到的溶液转移至375 mL反应釜中，密封，置于60℃的烘箱中反应20 h；
（5）反应结束后离心收集产物，将产物用去离子水和无水乙醇分别清洗3次，然后真空干燥；
（6）取干燥过的样品进行形貌表征。扫描电子显微镜观测表明，所得产物为金属铜纳米粒子，平均直径约为70 nm（见图5）。
实施例5
一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法，包括以下步骤：
（1）以二水合二氯化铜为铜源、去离子水为溶剂，配制270 mL Cu2+浓度为0.026 mol/L的溶液；
（2）将1 g十二烷基苯磺酸钠加入到步骤（1）所配制的溶液中，充分搅拌；
（3）将12 mL水合肼（98%）逐滴滴加入步骤（2）所得到的溶液中，充分搅拌；
（4）将步骤（3）所得到的溶液转移至375 mL反应釜中，密封，置于90℃的烘箱中反应30 h；
（5）反应结束后离心收集产物，将产物用去离子水和无水乙醇分别清洗3次，然后真空干燥；
（6）取干燥过的样品进行形貌表征。扫描电子显微镜观测表明，所得产物为金属铜纳米粒子，平均直径约为100 nm（见图6）。
实施例6
一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法，包括以下步骤：
（1）以二水合二氯化铜为铜源、去离子水为溶剂，配制270 mL Cu2+浓度为0.026 mol/L的溶液；
（2）将3 g十二烷基苯磺酸钠加入到步骤（1）所配制的溶液中，充分搅拌；
（3）将15 mL水合肼（98%）逐滴滴加入步骤（2）所得到的溶液中，充分搅拌；
（4）将步骤（3）所得到的溶液转移至375 mL反应釜中，密封，置于50℃的烘箱中反应25h；
（5）反应结束后离心收集产物，将产物用去离子水和无水乙醇分别清洗3次，然后真空干燥，即得。
实施例7
一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法，包括以下步骤：
（1）以二水合二氯化铜为铜源、去离子水为溶剂，配制270 mL Cu2+浓度为0.026 mol/L的溶液；
（2）将0.2 g十二烷基苯磺酸钠加入到步骤（1）所配制的溶液中，充分搅拌；
（3）将3 mL水合肼（98%）逐滴滴加入步骤（2）所得到的溶液中，充分搅拌；
（4）将步骤（3）所得到的溶液转移至375 mL反应釜中，密封，置于180℃的烘箱中反应1h；
（5）反应结束后离心收集产物，将产物用去离子水和无水乙醇分别清洗3次，然后真空干燥，即得。
实施例8
一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法，包括以下步骤：
（1）以二水合二氯化铜为铜源、去离子水为溶剂，配制270 mL Cu2+浓度为0.026 mol/L的溶液；
（2）将0.2 g十二烷基苯磺酸钠加入到步骤（1）所配制的溶液中，充分搅拌；
（3）将2 mL水合肼（98%）逐滴滴加入步骤（2）所得到的溶液中，充分搅拌；
（4）将步骤（3）所得到的溶液转移至375 mL反应釜中，密封，置于180℃的烘箱中反应2h；
（5）反应结束后离心收集产物，将产物用去离子水和无水乙醇分别清洗3次，然后真空干燥，即得。

Claims (3)

1.一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）以二水合二氯化铜为铜源、去离子水为溶剂，配制Cu2+浓度为0.026 mol/L的溶液，加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，充分搅拌，得到混合溶液；
（2）将水合肼逐滴滴加入上述混合溶液中，充分搅拌，转移至反应釜中，密封，置于50~180℃的烘箱中反应1~30 h；
（3）反应结束后离心收集产物，将产物用去离子水和无水乙醇分别清洗，然后真空干燥，或者直接贮存在含有微量水合肼的无水乙醇中，即得成品。
2.根据权利要求1所述的一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法，其特征在于，所述的步骤（1）中270mL浓度为0.026 mol/L的溶液添加0.2~3 g的表面活性剂。
3.根据权利要求1或2所述的一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法，其特征在于，所述的步骤（2）中水合肼浓度为98%，270mL浓度为0.026 mol/L的溶液滴加2~15 mL的水合肼。
CN201310044669.6A 2013-02-05 2013-02-05 一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法 Active CN103100723B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310044669.6A CN103100723B (zh) 2013-02-05 2013-02-05 一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310044669.6A CN103100723B (zh) 2013-02-05 2013-02-05 一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103100723A true CN103100723A (zh) 2013-05-15
CN103100723B CN103100723B (zh) 2014-12-24

Family

ID=48309109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310044669.6A Active CN103100723B (zh) 2013-02-05 2013-02-05 一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103100723B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103801709A (zh) * 2014-03-17 2014-05-21 中国科学院新疆理化技术研究所 一种不同形貌铜纳米颗粒的合成方法
CN107159900A (zh) * 2017-05-10 2017-09-15 上海应用技术大学 一种铜纳米立方体可控制备的方法
CN107520459A (zh) * 2016-06-21 2017-12-29 张家港市山牧新材料技术开发有限公司 铜纳米颗粒的制备方法和抗菌塑料

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1462720A (zh) * 2003-06-10 2003-12-24 东北师范大学 尺寸和形貌可控的某些两性金属氧化物及其金属纳米管的制备方法
US20060236813A1 (en) * 2005-04-20 2006-10-26 Gang Zhao Production of fine particle copper powders
CN101195170A (zh) * 2006-12-06 2008-06-11 比亚迪股份有限公司 超细铜粉的制备方法
CN101607317A (zh) * 2009-07-16 2009-12-23 复旦大学 一种纳米铜的制备方法
CN102389949A (zh) * 2011-03-11 2012-03-28 中国科学院福建物质结构研究所 一种海胆状纳米铜颗粒的制备方法
CN102601381A (zh) * 2012-03-11 2012-07-25 郭雨 铜纳米粉末及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1462720A (zh) * 2003-06-10 2003-12-24 东北师范大学 尺寸和形貌可控的某些两性金属氧化物及其金属纳米管的制备方法
US20060236813A1 (en) * 2005-04-20 2006-10-26 Gang Zhao Production of fine particle copper powders
CN101195170A (zh) * 2006-12-06 2008-06-11 比亚迪股份有限公司 超细铜粉的制备方法
CN101607317A (zh) * 2009-07-16 2009-12-23 复旦大学 一种纳米铜的制备方法
CN102389949A (zh) * 2011-03-11 2012-03-28 中国科学院福建物质结构研究所 一种海胆状纳米铜颗粒的制备方法
CN102601381A (zh) * 2012-03-11 2012-07-25 郭雨 铜纳米粉末及其制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103801709A (zh) * 2014-03-17 2014-05-21 中国科学院新疆理化技术研究所 一种不同形貌铜纳米颗粒的合成方法
CN103801709B (zh) * 2014-03-17 2016-02-10 中国科学院新疆理化技术研究所 一种不同形貌铜纳米颗粒的合成方法
CN107520459A (zh) * 2016-06-21 2017-12-29 张家港市山牧新材料技术开发有限公司 铜纳米颗粒的制备方法和抗菌塑料
CN107159900A (zh) * 2017-05-10 2017-09-15 上海应用技术大学 一种铜纳米立方体可控制备的方法
CN107159900B (zh) * 2017-05-10 2019-05-28 上海应用技术大学 一种铜纳米立方体可控制备的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103100723B (zh) 2014-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103934468B (zh) 纳米金属或纳米金属氧化物颗粒的超临界水热合成方法
CN104401948A (zh) 一种单层石墨型氮化碳纳米片溶液的制备方法
CN106077695B (zh) 一种高铜钨铜纳米复合粉末的制备方法
CN105600828B (zh) 一种多孔纳米CuFe2O4的制备方法
CN102560172B (zh) 一种制备高强高导弥散强化铜的方法
CN103464784B (zh) 一种碳负载纳米镍的制备方法
CN105126868A (zh) 高活性可见光催化剂Ag/Cu2O分级结构微球制备方法
CN102249255B (zh) 阴离子-非离子复合型有机蒙脱石及其制备方法
Li et al. Magnetically separable ternary hybrid of ZnFe2O4–Fe2O3–Bi2WO6 hollow nanospheres with enhanced visible photocatalytic property
CN103447549B (zh) 钴纳米球的制备方法
CN102125853A (zh) 可见光响应的纳米铁酸锌-石墨烯复合光催化剂及其制备方法
CN105366727A (zh) 二硫化钼花状纳米棒的制备方法
CN109205567A (zh) 一种利用mof衍生双金属氧化物模板制备金属氧化物多级结构的方法
CN102601380A (zh) 一种立方铜粉及其制备方法
CN103100723B (zh) 一种可控制备金属铜纳米材料的水热制备法
CN105060345A (zh) 一种空心立方结构三氧化钼的制备方法
Wang et al. Synthesis of molybdenum oxide hollow microspheres by ethanol and PEG assisting hydrothermal process
CN104961137B (zh) 一种纳米碱土金属硼化物的制备方法
CN106699550B (zh) 纳米Cu-CuBTC型金属有机骨架材料的制备方法
CN102408256A (zh) 一种低温快速提取可溶性钾的方法
CN108356281A (zh) 一种片状镍粉的制备方法
CN105328182A (zh) 一种核壳结构银包铜纳米粉体材料的制备方法
CN103028738B (zh) 一种可控制备多种形貌FeNi3微纳米材料的方法
CN104402065A (zh) 一种类球形二硫化钴纳米粉体的制备方法
CN105460964A (zh) 一种纳米羟基氧化铝粉体的制备方法

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