CN104690284A - 一种辐射化学法金属粉末加工工艺 - Google Patents

一种辐射化学法金属粉末加工工艺 Download PDF

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马文超
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Abstract

本发明一种辐射化学法金属粉末加工工艺。其技术方案是：基于金属离子的还原反应，金属盐溶液在X射线或γ射线辐照下，通过水合电子对金属离子的强还原作用，生成金属及合金或金属氧化物纳米粒子。本发明的特点：不需要在体系中加入还原剂，电离辐射水溶液体系自然产生具有极高还原能力的水合电子和H·自由基；制备工艺简单，周期短，辐照剂量可以控制；产品粒径容易控制，一般可以获得平均粒径为10nm左右的粉末；还原率高，贵金属还原率可以达到95%以上，活泼金属也可达到70%以上；制备成本低。辐射化学法金属粉末加工工艺的条件温和、周期短、产率高、金属原料范围宽广等特点，适合大规模批量连续生产，前景广阔。

Description

一种辐射化学法金属粉末加工工艺
技术领域
       本发明公开了一种辐射化学法金属粉末加工工艺。
背景技术
       纳米金属粉末因其具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等特性，作为粉末材料，在化学工业的催化剂、微孔材料、导电浆料原料等诸多领域都具有广阔的应用前景。通常采用的惰性气体蒸发和真空原位加压法制备纳米金属材料，存在设备昂贵、需要高真空及产量少等不足等特点。
       为了克服上述问题，本发明设计一种辐射化学法金属粉末加工工艺，是基于金属离子的还原反应，金属盐溶液在X射线或γ射线辐照下，通过水合电子对金属离子的强还原作用，生成金属及合金或金属氧化物纳米粒子。该方法可以避免高温高压等苛刻条件，制备工艺简单，周期短，适合工业化大规模生产。
发明内容
       本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，发明一种辐射化学法金属粉末加工工艺。其技术方案是一种辐射化学法金属粉末加工工艺，其特征是：基于金属离子的还原反应，金属盐溶液在X射线或γ射线辐照下，通过水合电子对金属离子的强还原作用，生成金属及合金或金属氧化物纳米粒子。
       工艺流程：将常见的含目标金属粉末的盐（如AgNO3，PbCl2等）和蒸馏水配制成盐溶液。其中加人一种表面活性剂（如十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇、多磷酸钠）以稳定金属胶体溶液，并加人异丙醇以清除氢氧自由基。所有配制好的溶液均通人高纯N2 1h以除去溶解的氧,然后在2.78×1015Bq的60Co的源场中进行辐照。辐照1h后的溶液装入内衬为聚四氟乙烯的高压釜中，在110~210℃的恒温箱内水热处数小时，冷却至室温后，收集金属粉末，用蒸馏水和25%氨水洗涤数次，干燥即得纳米金属粉末。
       本发明的特点：不需要高温和高压条件，也不需要低温冷却等，在常温常压下即可操作；不需要在体系中加入还原剂，电离辐射水溶液体系自然产生具有极高还原能力的水合电子和H·自由基；制备工艺简单，周期短，辐照剂量可以控制；产品粒径容易控
制，一般可以获得平均粒径为10nm左右的粉末；还原率高，贵金属还原率可以达到95% 以上，活泼金属也可达到70% 以上；制备成本低。辐射化学法金属粉末加工工艺的条件温和、周期短、产率高、金属原料范围宽广等特点，适合大规模批量连续生产，前景广阔。
具体实施方式
       一种辐射化学法金属粉末加工工艺，其特征是：基于金属离子的还原反应，金属盐溶液在X射线或γ射线辐照下，通过水合电子对金属离子的强还原作用，生成金属及合金或金属氧化物纳米粒子。
       工艺流程：将常见的含目标金属粉末的盐CuSO4·5H2O和蒸馏水配制成盐溶液。其中加人一种表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）以稳定金属胶体溶液，并加人异丙醇以清除氢氧自由基。所有配制好的溶液均通人高纯N2 1h以除去溶解的氧,然后在2.78×1015Bq的60Co的源场中进行辐照。辐照1h后的溶液装入内衬为聚四氟乙烯的高压釜中，在110~210℃的恒温箱内水热处数小时，冷却至室温后，收集金属粉末，用蒸馏水和25%氨水洗涤数次，干燥即得纳米金属粉末。

Claims (3)

1.一种辐射化学法金属粉末加工工艺，其特征是：基于金属离子的还原反应，金属盐溶液在X射线或γ射线辐照下，通过水合电子对金属离子的强还原作用，生成金属及合金或金属氧化物纳米粒子。
2.根据权利要求1所述的一种辐射化学法金属粉末加工工艺，其特征是：工艺流程：将常见的含目标金属粉末的盐（如AgNO3，PbCl2等）和蒸馏水配制成盐溶液，其中加人一种表面活性剂（如十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇、多磷酸钠）以稳定金属胶体溶液，并加人异丙醇以清除氢氧自由基，所有配制好的溶液均通人高纯N2 1h以除去溶解的氧,然后在2.78×1015Bq的60Co的源场中进行辐照。
3.根据权利要求1所述的一种辐射化学法金属粉末加工工艺，其特征是：辐照1h后的溶液装入内衬为聚四氟乙烯的高压釜中，在110~210℃的恒温箱内水热处数小时，冷却至室温后，收集金属粉末，用蒸馏水和25%氨水洗涤数次，干燥即得纳米金属粉末。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105178020A (zh) * 2015-09-18 2015-12-23 浙江理工大学 一种导电纯棉面料的制备方法
CN105177995A (zh) * 2015-09-18 2015-12-23 浙江理工大学 一种抗菌纯棉面料的制备方法
WO2022116380A1 (zh) * 2020-12-02 2022-06-09 山东大学 一种利用激光辐照声悬浮液滴制备钌铱纳米合金的方法

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PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150610

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