CN105562701A - 一种铜镍合金纳米粒子的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铜镍合金纳米粒子的制备方法。包括以下步骤：配制三水合硝酸铜和六水合硝酸镍混合液，并搅拌加入配位剂和分散剂，硝酸铜与配位剂的摩尔比为1:0.5-1:4，硝酸铜与分散剂的摩尔比为1:1-1:2；将上述溶液置于160-180℃的干燥箱中干燥至不含水分的多孔干凝胶；在氩气气氛下，对干凝胶在500-700℃条件下进行煅烧2-5h，从而得到铜镍合金纳米粒子。本发明克服了现有合成技术能耗大、对设备要求高、污染大的缺点，具有原料易得，设备工艺简单，高效快速，产率高等特点，适合大规模工业生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种配位分解法制备纳米粒子的方法，尤其是涉及一种铜镍合金纳米粒子的制备方法。
背景技术
由于纳米材料自身的一些特殊性能而日益成为高技术含量领域竞争的制高点，在功能涂层材料、环境材料、生物技术领域、新能源材料、以及高性能电子材料等领域发挥着无可替代的重要作用。其中，纳米双金属材料由于其结构及其粒径尺寸不同于块状合金材料而在磁、电、抗腐蚀、催化等领域表现出非常优异的性质，已经成为最近几十年来纳米材料领域的研究重点。
目前，制备铜镍合金纳米粒子的方法主要机械球磨法和液相法。其中机械球磨法是利用球磨机的高速转动或震荡使氧化锆硬球对原料发生强烈的撞击、球磨或搅拌，从而把铜和镍微型粒子粉碎成纳米粒的颗粒的方法。但是这种方法能耗高，效率很低，且制备的铜镍合金纳米粒子粒径较大，分布不均匀。液相法是利用还原剂在特殊的条件下使Cu2+和Ni2+还原为零价的铜和镍粉。例如赵东宇等(中国发明专利，CN101745645A，液相法制备纳米铜镍合金的方法)以乙酸镍和硫酸铜为原料，1,2-丙二醇为还原剂，在氮气的保护下制备出了纳米铜镍合金粒子，但是这种方法过程复杂，操作不方便，可行性差，而且制备过程中使用到了氢氧化钠腐蚀性原料，不利于环保。
发明内容
本发明的目的在于提供一种配位分解法制备铜镍合金纳米粒子的方法，以克服现有复杂合成技术能耗大、流程复杂的不足。
实现本发明目的的技术解决方案是：一种铜镍合金纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：
1.混合液的配制
选用水作为溶剂，将三水合硝酸铜和六水合硝酸镍、配位剂、分散剂依次加入到水中，配位剂为葡萄糖、蔗糖或淀粉中的任意一种，磁力搅拌直至完全溶解，得到澄清的混合液；
2.干燥
将上述混合溶液置于干燥箱中干燥，直至水分完全蒸干变成干凝胶；
3.煅烧
将干凝胶放在通有保护气的管式炉中进行煅烧。
步骤1中所述的三水合硝酸铜和六水合硝酸镍的摩尔比为1:1，三水合硝酸铜溶液的摩尔浓度为0.02-0.04mol/L；三水合硝酸铜与配位剂的摩尔比为1:0.5-1:4；分散剂为十二烷基硫酸钠，三水合硝酸铜与分散剂的摩尔比为1:1-1:2。
步骤2中所述的干燥时间温度为160-180℃。
步骤3中所述的保护气为氩气，氩气流量为10-20ml/min；煅烧温度为500-700℃，煅烧时间为2-5小时，升温速率为，10-15℃/min。
与现有技术相比，本发明的优点在于；
1本发明克服了现有合成技术能耗大、对设备要求高、污染大的缺点，具有原料易得，设备工艺简单，高效快速，产率高等特点，适合大规模工业生产。
2本发明配位剂选择的是一些廉价无毒性的糖类，初期反应条件温和，实验过程中不出现对环境有影响的有毒气体。
附图说明
图1为本发明实施例1中铜镍合金纳米粒子的透射电镜图(a)和选区电子衍射图(b)。
图2为本发明实施例1中铜镍合金纳米粒子的X射线衍射图。
图3为本发明实施例2中铜镍合金纳米粒子的X射线衍射图。
图4为本发明实施例3中铜镍合金纳米粒子的X射线衍射图。
具体实施方式
下面结合实例和附图对本发明进行详细说明。
实施例1：称取0.7322g三水合硝酸铜和0.8902g六水合硝酸镍溶解于100ml水中，搅拌，使其充分混合溶解，然后再向溶液中加入1.2977g分散剂十二烷基硫酸钠和2.3076g配位剂葡萄糖，继续搅拌直至完全溶解。将混合溶液置于180℃的干燥箱中，得到疏松多孔的干凝胶，然后将干凝胶放于管式炉中煅烧4小时，控制管式炉的升温速率为15℃/min，煅烧温度为650℃。煅烧过程管式炉中持续通入氩气作为保护气，气体的流量为10-15ml/min。煅烧结束后，关闭管式炉，当管式炉的温度降为室温后，停止通入保护气，将产物取出。图1(a)为样品的透射电镜图，从图中可以看出制备的铜镍合金纳米粒子分散均匀，粒径尺寸在20nm左右。图2为样品的X射线衍射图，分析可知三个衍射峰分别对应镍铜合金的(111)、(200)、(220)晶面，结合样品的选区电子衍射图(1b)，可知制备的铜镍合金纳米粒子的物相结构为面心立方(FCC)。
实施例2：称取0.4881g三水合硝酸铜和0.5935g六水合硝酸镍溶解于100ml水中，搅拌，使其充分混合溶解，然后再向溶液中加入1.1535g分散剂十二烷基硫酸钠和2.7522g配位剂蔗糖，继续搅拌直至完全溶解。将混合溶液置于160℃的干燥箱中，得到疏松多孔的干凝胶，然后将干凝胶放于管式炉中煅烧5小时，控制管式炉的升温速率为10℃/min，煅烧温度为500℃。煅烧过程管式炉中持续通入氩气作为保护气，气体的流量为10-15ml/min。煅烧结束后，关闭管式炉，当管式炉的温度降为室温后，停止通入保护气，将产物取出。图3为样品的XRD图，分析可知制备的铜镍合金纳米粒子为FCC结构。
实施例3：称取0.9763g三水合硝酸铜和1.1869g六水合硝酸镍溶解于100ml水中，搅拌，使其充分混合溶解，然后再向溶液中加入1.1535g分散剂十二烷基硫酸钠和0.6846g配位剂淀粉，继续搅拌直至淀粉完全溶解。将混合溶液置于170℃的干燥箱中，得到疏松多孔的干凝胶，然后将干凝胶放于管式炉中煅烧2小时，控制管式炉的升温速率为15℃/min，煅烧温度为700℃。煅烧过程管式炉中持续通入氩气作为保护气，气体的流量为10-15ml/min。煅烧结束后，关闭管式炉，当管式炉的温度降为室温后，停止通入保护气，将产物取出。图4为样品的XRD图，分析可知制备的铜镍合金纳米粒子为FCC结构。
Claims (4)
1.一种铜镍合金纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.混合液的配制
选用水作为溶剂，将三水合硝酸铜和六水合硝酸镍、配位剂、分散剂依次加入到水中，配位剂为葡萄糖、蔗糖或淀粉中的任意一种，磁力搅拌直至完全溶解，得到澄清的混合液；
步骤2.干燥
将上述混合溶液置于干燥箱中干燥，直至水分完全蒸干变成干凝胶；
步骤3.煅烧
将干凝胶放在通有保护气的管式炉中进行煅烧。
2.如权利要求1所述的铜镍合金纳米粒子的制备方法，其特征在于，步骤1中所述的三水合硝酸铜和六水合硝酸镍的摩尔比为1:1，三水合硝酸铜溶液的摩尔浓度为0.02-0.04mol/L；三水合硝酸铜与配位剂的摩尔比为1:0.5-1:4；分散剂为十二烷基硫酸钠，三水合硝酸铜与分散剂的摩尔比为1:1-1:2。
3.如权利要求1所述的铜镍合金纳米粒子的制备方法，其特征在于，步骤2中所述的干燥时间温度为160-180℃。
4.如权利要求1所述的铜镍合金纳米粒子的制备方法，其特征在于，步骤3中所述的保护气为氩气，氩气流量为10-20ml/min；煅烧温度为500-700℃，煅烧时间为2-5小时，升温速率为，10-15℃/min。
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