CN106735304A

CN106735304A - 金属纳米薄片的制备方法

Info

Publication number: CN106735304A
Application number: CN201710010017.9A
Authority: CN
Inventors: 胡海龙; 郑奎; 李玉禾; 刘文华; 马国华; 张行泉; 郭宝刚
Original assignee: Southwest University of Science and Technology
Current assignee: Southwest University of Science and Technology
Priority date: 2017-01-06
Filing date: 2017-01-06
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2037-01-06
Also published as: CN106735304B

Abstract

本发明公开了一种金属纳米薄片的制备方法，包括(1)将浓氨水加入氯化镍溶液中，然后加入NaOH溶液，再加入水合肼溶液，搅拌混合均匀，得到混合溶液；(2)在水热反应釜的内衬中可放入基底，并将混合溶液转入水热反应釜的内衬中，密封，在80～120℃恒温12～24小时，得到粗镍纳米片或在基底上生长的粗镍纳米片；(3)将粗镍纳米片在纯水和乙醇中反复清洗多次，干燥，得到镍纳米片。本发明通过一个温和无有机表面活性剂的方法，通过自发生长制备获得镍金属纳米薄片，其厚度可以控制在10纳米以下，制备镍纳米薄片质量较高，表面无活性剂覆盖，且成本低，适合大批量生产。

Description

金属纳米薄片的制备方法

技术领域

本发明属于纳米材料制备领域，具体涉及一种金属纳米薄片的制备方法。

背景技术

纳米薄片以及二维纳米材料因表现出不同于块体以及其他纳米结构的特殊性质，成为一种新型纳米材料，二维材料是指在三维尺度上，其中一维尺度非常薄，其他两维较大，形成薄片状材料，因此特殊的形貌，造就其独特的性质，受到很多研究关注。因此很多其他二维材料的制备报道也相继出现。二维材料而对于金属纳米材料来说，由于其各向异性较好，因此目前通过生长获得的金属纳米材料主要为颗粒，或者通过模板制备得道纳米线阵列等其他纳米结构，而对于较薄的纳米片，很难通过模板法以及非模板法制备。

金属镍纳米材料具有较高的电化学活性，以及催化特性，因此在燃料电池、葡萄糖探测，以及电催化方面具有非常广泛的应用。很多研究发现，金属镍纳米材料的形貌不同，其电化学活性以及催化特性不同。因此镍纳米形貌的可控制备是镍纳米材料在上述领域应用的一个关键技术。

另外由于纳米金属镍的表面活性对电催化等相关应用影响较大，因此需要制备获得的金属纳米薄片表面洁净，无其他物质，特别是有机形貌控制剂覆盖而失效，因此纳米镍薄片制备需要在无有机形貌控制剂的环境中合成。而目前较薄的金属镍纳米薄片的制备报道尚未发现。本发明利用还原剂还原具有片层结构的金属盐，并缓慢还原在碱性条件下氨水络合的金属离子，从而形成较薄且片状尺寸较大的金属纳米薄片。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种金属纳米薄片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将质量分数为25％～28％的浓氨水加入6～10mmol/L的氯化镍溶液中，然后加入100～150mmol/L的NaOH溶液，再加入质量分数为60～80％的水合肼溶液，搅拌混合均匀，得到混合溶液；

步骤二、将混合溶液转入水热反应釜的内衬中，密封，在80～120℃恒温12～24小时，得到粗镍纳米片；

步骤三、将粗镍纳米片在纯水和乙醇中反复清洗多次，干燥，得到镍纳米片。

优选的是，所述氯化镍水溶液与浓氨水的体积比为2～10:1；所述氯化镍水溶液与NaOH溶液的体积比为1～3:1～3；所述氯化镍水溶液与水合肼溶液的体积比为4～8:1。

优选的是，在所述水热反应釜的内衬中放入基底；所述基底为导电玻璃或表面镀有二氧化钛的薄膜。

优选的是，所述浓氨水加入氯化镍水溶液中的速度为0.5～1mL/min。

优选的是，将所述氯化镍水溶液采用氯化钯溶液、氯化锌溶液、氯化钴溶液、硝酸铋溶液、硝酸锆溶液、氯化锰溶液、硝酸铬溶液、硝酸镉溶液中的任意一种代替。

优选的是，将所述水合肼溶液采用硼氢化钠溶液、甲酸铵溶液、甲酸钠溶液、葡萄糖溶液、次亚磷酸钠溶液、抗坏血酸溶液、苯三酚溶液、淀粉溶液、蔗糖溶液中的任意一种代替。

优选的是，所述步骤一和步骤二之间还包括以下过程：将混合溶液置于带搅拌的密封容器中，向其中通入氮气使溶液中氮气饱和，然后将该密封容器置于电子加速器中进行辐照搅拌处理1～3小时，得到预处理混合溶液。

优选的是，所述电子加速器的电子束能量为10～15MeV；所述电子束辐照的辐照剂量率为200～1000kGy/h，辐照剂量为100～1000kGy。

优选的是，所述干燥采用冷冻干燥；所述冷冻干燥的过程为：步骤Ⅰ、镍纳米片预冷冻：冷冻温度-20～-30℃，冷冻时间1～2小时；

步骤Ⅱ、将预冷冻后的镍纳米片升温至25℃，保持1～2小时；

步骤Ⅲ、冷冻干燥：将步骤Ⅱ得到的镍纳米片加入真空冷冻干燥机中，设置冷阱温度为-50～-80℃，真空度为500mpa～50pa，冷冻干燥时间1～2h，得到镍纳米片。

优选的是，所述步骤二的过程替换为：在超临界反应装置中放入基底，将混合溶液加入超临界反应装置中，在体系密封后通入二氧化碳至20～40MPa、温度50～60℃的条件下反应1～3小时，然后卸去二氧化碳压力，温度为80～90℃，密封2～5小时，然后再次注入二氧化碳至压力为50～60MPa，温度为80～90℃，密封2～5小时，卸压，得到在基底上生长的粗镍纳米片。

本发明利用液相化学还原法，具有设备简单、条件温和、过程简洁、生产效率高等优势。常用的纳米金属合成还原剂有水合肼、硼氢化钠、硼氢化钾等以及部分有机还原剂，其中，硼氢化钠和硼氢化钾的还原性较强，还原的速率较快，使得反应不易控制，且得到的产物为N i-B复合物，非镍单质。有机还原剂的速率太慢且产物不易清洗。而水合肼的还原能力随环境碱性的增强而增大，便于控制反应速率，其氧化产物为N₂，不污染产物，是理想的还原剂。本发明在不使用任何表面活性剂和形貌控制剂的条件下，利用氨水作为离子络合剂，在氢氧化钠形成的强碱性环境中，利用水合肼缓慢还原Ni²⁺得到了多种金属镍的纳米结构，其尺寸宽度最大超过400nm，厚度接近10nm，相比单纯的NaOH碱性环境下，其宽厚比增加，另外氨水具有较好的挥发性，因此通过此方法可以获得较为理想的二维纳米镍金属片。

目前利用很多方法是通过有机表面活性剂制备纳米薄片，会造成生成的纳米片的表面有机活性剂很难去除，从而造成其在表面化学方面的应用受到很大的影响。本发明专利具通过较为温和的条件，在没有表面活性及的参与下，通过控制合适的镍源浓度，以及溶液的碱性条件，以及氨水的络合作用，控制适量的可挥发还原剂，在特定温度范围内，制备得到镍金属纳米薄片相比在单纯的碱性环境下，通过氨水的加入，可以得到横向尺寸更大，厚度较薄的金属镍纳米薄片，其宽厚比更大。

本发明通过引入氨水作为络合剂，利用液相法直接制备镍金属纳米薄片，无有机表面活性剂参与，制备得到的金属纳米薄片厚度薄，特征尺寸较大，其宽厚比更大，且可以大规模生产，制备溶液中主要还有可挥发性反应物以及水溶性较好的盐溶液，因此产物易于清洗获得干净的表面。此外，溶液反映温度约90度，因此反映较为温和。所以本发明提供的技术方案所制备的产品质量高，成本较低，其能够大规模生产。

本发明至少包括以下有益效果：本发明通过一个温和无有机表面活性剂的方法，通过自发生长制备获得镍金属纳米薄片，其厚度可以控制在10纳米以下，制备镍纳米薄片质量较高，表面无活性剂覆盖，且成本低，适合大批量生产。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明：

图1为本发明金属纳米薄片的制备方法的工艺流程图；

图2为本发明实施例1制备的金属纳米薄片的SEM图；

图3为本发明实施例1制备的金属纳米薄片的SEM图；

图4为本发明实施例2制备的金属纳米薄片的SEM图；

图5为本发明实施例3制备的金属纳米薄片的SEM图；

图6为本发明实施例4制备的金属纳米薄片的SEM图；

图7为本发明实施例5制备的金属纳米薄片的SEM图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1：

一种金属纳米薄片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将质量分数为25％的浓氨水2mL加入氯化镍溶液中，然后加入0.05gNaOH，再加入质量分数为80％的水合肼溶液2mL，搅拌混合均匀，得到混合溶液；所述氯化镍溶液的的配制方法为：0.02g NiCl加入20mL水中，搅拌溶解；

步骤二、在水热反应釜的内衬中放入导电玻璃，并将混合溶液转入水热反应釜的内衬中，密封，在90℃恒温14小时，得到在基底上生长的粗镍纳米片；

图2和3示出了实施例1制备得到的镍纳米片的扫描电镜图，制备得到的镍纳米片尺寸约在400nm。

实施例2：

一种金属纳米薄片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、在氯化镍溶液中加入0.02gNaOH，再加入质量分数为80％的水合肼溶液2mL，搅拌混合均匀，得到混合溶液；所述氯化镍溶液的的配制方法为：0.02g NiCl加入20mL水中，搅拌溶解；

图4示出了实施例2制备得到的镍纳米片的扫描电镜图，制备得到的镍纳米片尺寸约在100nm。

实施例3：

一种金属纳米薄片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、在氯化镍溶液中加入0.05gNaOH，再加入质量分数为80％的水合肼溶液2mL，搅拌混合均匀，得到混合溶液；所述氯化镍溶液的的配制方法为：0.02g NiCl加入20mL水中，搅拌溶解；

图5示出了实施例3制备得到的镍纳米片的扫描电镜图，制备得到的镍纳米片尺寸约在100nm。

实施例4：

一种金属纳米薄片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、在氯化镍溶液中加入0.1gNaOH，再加入质量分数为80％的水合肼溶液2mL，搅拌混合均匀，得到混合溶液；所述氯化镍溶液的的配制方法为：0.02g NiCl加入20mL水中，搅拌溶解；

图6示出了实施例4制备得到的镍纳米片的扫描电镜图，制备得到的镍纳米片尺寸小于100nm。

实施例5：

一种金属纳米薄片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、在氯化镍溶液中加入0.2gNaOH，再加入质量分数为80％的水合肼溶液2mL，搅拌混合均匀，得到混合溶液；所述氯化镍溶液的的配制方法为：0.02g NiCl加入20mL水中，搅拌溶解；

图7示出了实施例5制备得到的镍纳米片的扫描电镜图，制备得到的镍纳米片尺寸小于100nm。

以上实施例中，当加入NaOH量为0.05g时，当反应体系存在2ml氨水，则反应制备得到的金属片较大，最大可达400nm以上，如图2，3所示。而当无氨水加入，则反应体系的纳米片尺寸较小，约200nm以下。如图5所示。由于氨水的存在会影响体系的碱性，因此在其他反应参数不变的情况下，调节NaOH的加入量，从而观察单纯碱性对产品的形貌影响，从图4～图7，NaOH的加入量从0.02g，0.05g，0.1g，0.2g，可以看出，随着碱性的升高，其纳米片的直径并没有非常明显的变化，因此认为，在本发明中氨水在纳米片生长中，起到和非常重要的作用。

实施例6：

一种金属纳米薄片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将质量分数为25％的浓氨水2mL加入10mL 6mmol/L的氯化镍溶液中，然后加入50mmol/L的NaOH溶液10mL，再加入质量分数为80％的水合肼溶液2mL，搅拌混合均匀，得到混合溶液；

步骤二、在水热反应釜的内衬中放入导电玻璃，并将混合溶液转入水热反应釜的内衬中，密封，在80℃恒温12小时，得到在导电玻璃上生长的粗镍纳米片；

步骤三、将粗镍纳米片在纯水和乙醇中反复清洗多次，干燥，得到镍纳米片。得到的镍纳米片的尺寸约在400nm。

实施例7：

一种金属纳米薄片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将质量分数为28％的浓氨水5mL加入15mL 10mmol/L的氯化镍溶液中，然后加入150mmol/L的NaOH溶液15mL，再加入质量分数为80％的水合肼溶液3mL，搅拌混合均匀，得到混合溶液；

步骤二、将混合溶液转入水热反应釜的内衬中，密封，在90℃恒温20小时，得到粗镍纳米片；

实施例8：

一种金属纳米薄片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将质量分数为28％的浓氨水10mL加入20mL 10mmol/L的氯化镍溶液中，然后加入150mmol/L的NaOH溶液40mL，再加入质量分数为80％的水合肼溶液5mL，搅拌混合均匀，得到混合溶液；

步骤二、在水热反应釜的内衬中放入导电玻璃，并将混合溶液转入水热反应釜的内衬中，密封，在100℃恒温24小时，得到在导电玻璃上生长的粗镍纳米片；

实施例9：

一种金属纳米薄片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将质量分数为25％的浓氨水2mL加入10mL 6mmol/L的氯化钯溶液中，然后加入50mmol/L的NaOH溶液10mL，再加入质量分数为80％的水合肼溶液2mL，搅拌混合均匀，得到混合溶液；

步骤二、将混合溶液转入水热反应釜的内衬中，密封，在80℃恒温12小时，得到粗钯纳米片；

步骤三、将粗镍纳米片在纯水和乙醇中反复清洗多次，干燥，得到钯纳米片。得到的钯纳米片的尺寸约在400nm。

实施例10：

一种金属纳米薄片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将质量分数为25％的浓氨水2mL加入15mL 6mmol/L的氯化钯溶液中，然后加入50mmol/L的NaOH溶液10mL，再加入质量分数为80％的硼氢化钠溶液2mL，搅拌混合均匀，得到混合溶液；

步骤二、在水热反应釜的内衬中放入基底，并将混合溶液转入水热反应釜的内衬中，密封，在90℃恒温12小时，得到在基底上生长的粗钯纳米片；

步骤三、将粗钯纳米片在纯水和乙醇中反复清洗多次，干燥，得到钯纳米片。得到的钯纳米片的尺寸约在400nm。

实施例11：

一种金属纳米薄片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将质量分数为25％的浓氨水4mL加入20mL 6mmol/L的氯化锌溶液中，然后加入80mmol/L的NaOH溶液10mL，再加入质量分数为80％的葡萄糖溶液4mL，搅拌混合均匀，得到混合溶液；

步骤二、在水热反应釜的内衬中放入基底，并将混合溶液转入水热反应釜的内衬中，密封，在90℃恒温16小时，得到在基底上生长的粗锌纳米片；

步骤三、将粗锌纳米片在纯水和乙醇中反复清洗多次，干燥，得到锌纳米片。得到的锌纳米片的尺寸约在400nm。

实施例12：

一种金属纳米薄片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将质量分数为25％的浓氨水4mL加入10mL 6mmol/L的硝酸铋溶液中，然后加入80mmol/L的NaOH溶液10mL，再加入质量分数为80％的甲酸铵溶液2mL，搅拌混合均匀，得到混合溶液；

步骤二、在水热反应釜的内衬中放入基底，并将混合溶液转入水热反应釜的内衬中，密封，在90℃恒温16小时，得到在基底上生长的粗铋纳米片；

步骤三、将粗铋纳米片在纯水和乙醇中反复清洗多次，干燥，得到铋纳米片。得到的铋纳米片的尺寸约在400nm。

实施例13：

将硝酸铋溶液替换为硝酸锆溶液，甲酸铵溶液替换为甲酸钠溶液，其与参数和工艺过程与实施例12中的完全相同，得到的铋纳米片的尺寸约在400nm。

实施例14：

将氯化锌溶液替换为氯化锰溶液，葡萄糖溶液替换为抗坏血酸溶液，其与参数和工艺过程与实施例11中的完全相同，得到的锰纳米片的尺寸约在400nm。

实施例15：

将氯化锌溶液替换为硝酸铬溶液，葡萄糖溶液替换为淀粉溶液，其与参数和工艺过程与实施例11中的完全相同，得到的铬纳米片的尺寸约在400nm。

实施例16：

将氯化锌溶液替换为硝酸镉溶液，葡萄糖溶液替换为苯三酚溶液，其与参数和工艺过程与实施例11中的完全相同，得到的镉纳米片的尺寸约在400nm。

实施例17：

在所述步骤一和步骤二之间还包括以下过程：将混合溶液置于带搅拌的密封容器中，向其中通入氮气使溶液中氮气饱和，然后将该密封容器置于电子加速器中进行辐照搅拌处理1小时，得到预处理混合溶液；所述电子加速器的电子束能量为10MeV；所述电子束辐照的辐照剂量率为200kGy/h，辐照剂量为100kGy。

其与参数和工艺过程与实施例6中的完全相同，得到的镉纳米片的尺寸约在450nm。

实施例18：

在所述步骤一和步骤二之间还包括以下过程：将混合溶液置于带搅拌的密封容器中，向其中通入氮气使溶液中氮气饱和，然后将该密封容器置于电子加速器中进行辐照搅拌处理3小时，得到预处理混合溶液；所述电子加速器的电子束能量为15MeV；所述电子束辐照的辐照剂量率为1000kGy/h，辐照剂量为1000kGy。

实施例19：

在所述步骤一和步骤二之间还包括以下过程：将混合溶液置于带搅拌的密封容器中，向其中通入氮气使溶液中氮气饱和，然后将该密封容器置于电子加速器中进行辐照搅拌处理2小时，得到预处理混合溶液；所述电子加速器的电子束能量为12MeV；所述电子束辐照的辐照剂量率为500kGy/h，辐照剂量为800kGy。

其与参数和工艺过程与实施例6中的完全相同，得到的镍纳米片的尺寸约在450nm。

实施例20：

所述干燥采用冷冻干燥；所述冷冻干燥的过程为：步骤Ⅰ、镍纳米片预冷冻：冷冻温度-20℃，冷冻时间1小时；

步骤Ⅱ、将预冷冻后的镍纳米片升温至25℃，保持1小时；

步骤Ⅲ、冷冻干燥：将步骤Ⅱ得到的镍纳米片加入真空冷冻干燥机中，设置冷阱温度为-50℃，真空度为500mpa，冷冻干燥时间1h，得到镍纳米片。

其与参数和工艺过程与实施例6中的完全相同，得到的镍纳米片的尺寸约在480nm。

实施例21：

所述干燥采用冷冻干燥；所述冷冻干燥的过程为：步骤Ⅰ、镍纳米片预冷冻：冷冻温度-30℃，冷冻时间2小时；

步骤Ⅱ、将预冷冻后的镍纳米片升温至25℃，保持2小时；

步骤Ⅲ、冷冻干燥：将步骤Ⅱ得到的镍纳米片加入真空冷冻干燥机中，设置冷阱温度为-80℃，真空度为50pa，冷冻干燥时间2h，得到镍纳米片。

实施例22：

所述干燥采用冷冻干燥；所述冷冻干燥的过程为：步骤Ⅰ、镍纳米片预冷冻：冷冻温度-25℃，冷冻时间1.5小时；

步骤Ⅱ、将预冷冻后的镍纳米片升温至25℃，保持1.5小时；

步骤Ⅲ、冷冻干燥：将步骤Ⅱ得到的镍纳米片加入真空冷冻干燥机中，设置冷阱温度为-60℃，真空度为20pa，冷冻干燥时间1.5h，得到镍纳米片。

实施例23：

所述步骤二的过程替换为：在超临界反应装置中放入基底，将混合溶液加入超临界反应装置中，在体系密封后通入二氧化碳至20MPa、温度50℃的条件下反应1小时，然后卸去二氧化碳压力，温度为80℃，密封2小时，然后再次注入二氧化碳至压力为50MPa，温度为80℃，密封2小时，卸压，得到在基底上生长的粗镍纳米片。

其与参数和工艺过程与实施例6中的完全相同，得到的镍纳米片的尺寸约在500nm。

实施例24：

所述步骤二的过程替换为：在超临界反应装置中放入基底，将混合溶液加入超临界反应装置中，在体系密封后通入二氧化碳至40MPa、温度60℃的条件下反应3小时，然后卸去二氧化碳压力，温度为90℃，密封5小时，然后再次注入二氧化碳至压力为60MPa，温度为90℃，密封5小时，卸压，得到在基底上生长的粗镍纳米片。

实施例25：

所述步骤二的过程替换为：在超临界反应装置中放入基底，将混合溶液加入超临界反应装置中，在体系密封后通入二氧化碳至30MPa、温度55℃的条件下反应2小时，然后卸去二氧化碳压力，温度为85℃，密封3小时，然后再次注入二氧化碳至压力为55MPa，温度为85℃，密封3小时，卸压，得到在基底上生长的粗镍纳米片。

实施例26：

采用实施例19和实施例22组合的方案，其与参数和工艺过程与实施例6中的完全相同，得到的镍纳米片的尺寸约在540nm。

实施例27：

采用实施例19和实施例25组合的方案，其与参数和工艺过程与实施例6中的完全相同，得到的镍纳米片的尺寸约在550nm。

实施例28:

采用实施例22和实施例25组合的方案，其与参数和工艺过程与实施例6中的完全相同，得到的镍纳米片的尺寸约在550nm。

实施例29：

采用实施例19、实施例22和实施例25组合的方案，其与参数和工艺过程与实施例6中的完全相同，得到的镍纳米片的尺寸约在600nm。

实施例30：

其与参数和工艺过程与实施例12中的完全相同，得到的铋纳米片的尺寸约在460nm。

实施例31：

其与参数和工艺过程与实施例12中的完全相同，得到的铋纳米片的尺寸约在450nm。

实施例32：

实施例33：

所述干燥采用冷冻干燥；所述冷冻干燥的过程为：步骤Ⅰ、铋纳米片预冷冻：冷冻温度-20℃，冷冻时间1小时；

步骤Ⅱ、将预冷冻后的铋纳米片升温至25℃，保持1小时；

步骤Ⅲ、冷冻干燥：将步骤Ⅱ得到的铋纳米片加入真空冷冻干燥机中，设置冷阱温度为-50℃，真空度为500mpa，冷冻干燥时间1h，得到铋纳米片。

其与参数和工艺过程与实施例12中的完全相同，得到的铋纳米片的尺寸约在470nm。

实施例34：

所述干燥采用冷冻干燥；所述冷冻干燥的过程为：步骤Ⅰ、铋纳米片预冷冻：冷冻温度-30℃，冷冻时间2小时；

步骤Ⅱ、将预冷冻后的铋纳米片升温至25℃，保持2小时；

步骤Ⅲ、冷冻干燥：将步骤Ⅱ得到的铋纳米片加入真空冷冻干燥机中，设置冷阱温度为-80℃，真空度为50pa，冷冻干燥时间2h，得到铋纳米片。

实施例35：

所述干燥采用冷冻干燥；所述冷冻干燥的过程为：步骤Ⅰ、铋纳米片预冷冻：冷冻温度-25℃，冷冻时间1.5小时；

步骤Ⅱ、将预冷冻后的铋纳米片升温至25℃，保持1.5小时；

步骤Ⅲ、冷冻干燥：将步骤Ⅱ得到的铋纳米片加入真空冷冻干燥机中，设置冷阱温度为-60℃，真空度为20pa，冷冻干燥时间1.5h，得到铋纳米片。

其与参数和工艺过程与实施例12中的完全相同，得到的铋纳米片的尺寸约在480nm。

实施例36：

所述步骤二的过程替换为：在超临界反应装置中放入基底，将混合溶液加入超临界反应装置中，在体系密封后通入二氧化碳至20MPa、温度50℃的条件下反应1小时，然后卸去二氧化碳压力，温度为80℃，密封2小时，然后再次注入二氧化碳至压力为50MPa，温度为80℃，密封2小时，卸压，得到在基底上生长的粗铋纳米片。

实施例37：

实施例38：

其与参数和工艺过程与实施例12中的完全相同，得到的铋纳米片的尺寸约在500nm。

实施例39：

采用实施例32和实施例35组合的方案，其与参数和工艺过程与实施例12中的完全相同，得到的铋纳米片的尺寸约在550nm。

实施例40：

采用实施例32和实施例38组合的方案，其与参数和工艺过程与实施例12中的完全相同，得到的铋纳米片的尺寸约在540nm。

实施例41:

采用实施例35和实施例38组合的方案，其与参数和工艺过程与实施例12中的完全相同，得到的铋纳米片的尺寸约在550nm。

实施例42：

采用实施例32、实施例35和实施例38组合的方案，其与参数和工艺过程与实施例12中的完全相同，得到的铋纳米片的尺寸约在600nm。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims

1.一种金属纳米薄片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将质量分数为25％～28％的浓氨水加入6～10mmol/L的氯化镍溶液中，然后加入50～150mmol/L的NaOH溶液，再加入质量分数为60～80％的水合肼溶液，搅拌混合均匀，得到混合溶液；

2.如权利要求1所述的金属纳米薄片的制备方法，其特征在于，所述氯化镍水溶液与浓氨水的体积比为2～10:1；所述氯化镍水溶液与NaOH溶液的体积比为1～3:1～3；所述氯化镍水溶液与水合肼溶液的体积比为4～8:1。

3.如权利要求1所述的金属纳米薄片的制备方法，其特征在于，在所述水热反应釜的内衬中放入基底；所述基底为导电玻璃或表面镀有二氧化钛的薄膜。

4.如权利要求1所述的金属纳米薄片的制备方法，其特征在于，所述浓氨水加入氯化镍水溶液中的速度为0.5～1mL/min。

5.如权利要求1所述的金属纳米薄片的制备方法，其特征在于，将所述氯化镍水溶液采用氯化钯溶液、氯化锌溶液、氯化钴溶液、硝酸铋溶液、硝酸锆溶液、氯化锰溶液、硝酸铬溶液、硝酸镉溶液中的任意一种代替。

6.如权利要求1所述的金属纳米薄片的制备方法，其特征在于，将所述水合肼溶液采用硼氢化钠溶液、甲酸铵溶液、甲酸钠溶液、葡萄糖溶液、次亚磷酸钠溶液、抗坏血酸溶液、苯三酚溶液、淀粉溶液、蔗糖溶液中的任意一种代替。

7.如权利要求1所述的金属纳米薄片的制备方法，其特征在于，所述步骤一和步骤二之间还包括以下过程：将混合溶液置于带搅拌的密封容器中，向其中通入氮气使溶液中氮气饱和，然后将该密封容器置于电子加速器中进行辐照搅拌处理1～3小时，得到预处理混合溶液。

8.如权利要求7所述的金属纳米薄片的制备方法，其特征在于，所述电子加速器的电子束能量为10～15MeV；所述电子束辐照的辐照剂量率为200～1000kGy/h，辐照剂量为100～1000kGy。

9.如权利要求1所述的金属纳米薄片的制备方法，其特征在于，所述干燥采用冷冻干燥；所述冷冻干燥的过程为：步骤Ⅰ、镍纳米片预冷冻：冷冻温度-20～-30℃，冷冻时间1～2小时；

步骤Ⅱ、将预冷冻后的镍纳米片升温至25℃，保持1～2小时；

10.如权利要求1所述的金属纳米薄片的制备方法，其特征在于，所述步骤二的过程替换为：在超临界反应装置中放入基底，将混合溶液加入超临界反应装置中，在体系密封后通入二氧化碳至20～40MPa、温度50～60℃的条件下反应1～3小时，然后卸去二氧化碳压力，温度为80～90℃，密封2～5小时，然后再次注入二氧化碳至压力为50～60MPa，温度为80～90℃，密封2～5小时，卸压，得到在基底上生长的粗镍纳米片。