CN109954876B - 一种抗氧化微纳铜材料的制备方法 - Google Patents

一种抗氧化微纳铜材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109954876B
CN109954876B CN201910399914.2A CN201910399914A CN109954876B CN 109954876 B CN109954876 B CN 109954876B CN 201910399914 A CN201910399914 A CN 201910399914A CN 109954876 B CN109954876 B CN 109954876B
Authority
CN
China
Prior art keywords
micro
nano copper
preparation
coating agent
organic coating
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.)
Active
Application number
CN201910399914.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109954876A (zh
Inventor
张昱
陈梓源
崔成强
杨冠南
张凯
高健
陈新
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.)
Guangdong University of Technology
Original Assignee
Guangdong University of Technology
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 Guangdong University of Technology filed Critical Guangdong University of Technology
Priority to CN201910399914.2A priority Critical patent/CN109954876B/zh
Publication of CN109954876A publication Critical patent/CN109954876A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109954876B publication Critical patent/CN109954876B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/102—Metallic powder coated with organic material

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种抗氧化微纳铜材料的制备方法，使用由依次连通的微纳铜制备装置、原位包覆装置和收集装置组成的制备系统，步骤一，使用微纳铜制备装置制备微纳铜粉；步骤二，在原位包覆装置的真空腔放入有机包覆剂，并通过加热将真空腔中的有机包覆剂升华或汽化；步骤三，往制备系统通入惰性气体，微纳铜粉随惰性气体通入原位包覆装置的真空腔，升华或汽化的有机包覆剂接触并包覆在微纳铜粒子的表面。从而微纳铜离子表面形成一层良好的有机包覆，大大提高微纳铜颗粒的抗氧化性和分散性，降低微纳铜粒子的表面活性。

Description

一种抗氧化微纳铜材料的制备方法
技术领域
本发明涉及材料工程技术领域，尤其涉及一种抗氧化微纳铜材料的制备方法。
背景技术
铜基微纳材料由于其小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应等基本特征，表现出不同于宏观块体铜的物理化学性质，在电子、催化、润滑、抗菌、生物医学等领域有着巨大的应用前景。(1)铜基微纳材料已广泛应用于导电油墨、防静电涂料、大规模集成电路制造、印刷电路板制造、电极多层陶瓷电容器制造等等，作为导电填料是目前的研究热点。(2)微纳铜在催化领域有良好的应用前景，可用于催化多种反应类型：加氢反应、氧化反应、水煤气转换反应等。其催化活性和稳定性不仅与颗粒的大小有关,还受形状及成份的影响。(3)由于金属铜还具有优异的延展性、传导性和抗腐蚀性，因此微纳铜粒子能够分散在润滑油中得到稳定的悬浮液，以降低固体表面可能发生的摩擦和磨损，提高润滑性能，保护固体表面。体相铜块的熔点为1083℃，而纳米铜粒子的熔点会大幅度降低至200～300℃，熔融的纳米铜在摩擦过程中可填充至划痕或裂纹中，进行表面修复。(4)铜基金属微纳材料还具有良好的抗菌性和抗腐蚀性，已广泛应用于生物、医学等领域中。微纳铜粒子可沉积到细胞表面，干扰细胞膜功能；产生活性氧自由基破坏细胞膜成分和结构；或进入细胞内干扰/破坏生命分子以达到抗菌抗腐的效果。(5)铜也是人体的必需微量元素之一，广泛参与到人体的造血等生化反应。纳米铜材料可用作人体内葡萄糖等有机物的检测，如采用憎水纳米铜粒子和亲水性纳米铜粒子构建葡萄糖生物传感器。
微纳铜材料由于其出色的物理化学性能，一直是材料领域研究的重点之一。制备方法大致分为物理法和化学法两大类。自上而下的物理法主要有球磨、气相蒸发、等离子体溅射等。而自下而上的化学法包括液相还原法、热分解法、水热法、微乳液法、声化学还原、辐射方法、微波法、反胶束法等。但无论采用哪种制备方法，通常情况下微纳铜粒子在合成后很短的时间内，颗粒表层就会被氧化成氧化亚铜或氧化铜，影响其物理化学性能。因此，防止微纳铜粒子被氧化成为微纳铜材料制备的技术难点与关键，也是其成功应用的主要瓶颈。
发明内容
本发明的目的在于提出一种抗氧化微纳铜材料的制备方法，通过表面包覆有机包覆剂提高微纳铜颗粒的抗氧化性和分散性，且工艺简单、环保、成本低。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种抗氧化微纳铜材料的制备方法，使用由依次连通的微纳铜制备装置、原位包覆装置和收集装置组成的制备系统，包括以下步骤：
步骤一，使用微纳铜制备装置制备微纳铜粉；
步骤二，在原位包覆装置的真空腔放入有机包覆剂，并通过加热将真空腔中的有机包覆剂升华或汽化；
步骤三，往制备系统通入惰性气体，惰性气体依次经过微纳铜制备装置、原位包覆装置和收集装置，微纳铜粉随惰性气体通入原位包覆装置的真空腔，升华或汽化的有机包覆剂接触并包覆在微纳铜粒子的表面；
步骤四，表面包覆有机包覆剂的微纳铜粉随惰性气体从原位包覆装置通入收集装置，将表面包覆有机包覆剂的微纳铜粉沉积在收集装置的基底上。
优选地，所述有机包覆剂为单咪唑、苯并三氮唑、烷基咪唑、烷基苯并咪唑、2-苯基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、苯并咪唑，4-甲基-2-苯基咪唑、2-(2-羟基苯基)咪唑、2-咪唑烷酮、2-苯基-4-(2-噻吩基)咪唑、4,5-二苯基-2-(2-噻吩基甲基)咪唑、4-苯基-2-(3-噻吩基甲基)咪唑、5-甲基-4-苯基-2-(3-噻吩基甲基)咪唑、维生素C、聚乙烯吡咯烷酮、葡萄糖、柠檬酸、柠檬酸钠、明胶、聚乙二醇、聚乙烯醇、阿拉伯胶、油酸、油胺、乙醇胺、三乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
优选地，所述有机包覆剂为固体状时，通过加热将有机包覆剂升华；所述有机包覆剂分散于溶剂时，通过加热将有机包覆剂汽化，所述溶剂为水、乙醇、乙二醇、丙三醇、丙酮和丁酮中的一种或多种。
优选地，所述微纳铜粉和有机包覆剂的质量比为1:0.001～1:1。
优选地，通入的惰性气体的流量为1～5L/min，原位包覆装置的真空腔容积为0.1～2L。
优选地，惰性气体为氮气、氩气和氦气中的一种或多种；
所述步骤三中，还包括在通入的惰性气体中掺入还原性气体，还原性气体为氢气、甲醛、甲烷、一氧化碳、硫化氢、溴化氢和二氧化硫中的一种或多种。
优选地，微纳铜制备装置的两侧分别设有气体输入管和气体输出管，所述气体输入管上设有第一阀门，所述微纳铜制备装置的气体输出管和原位包覆装置的真空腔连通，所述气体输出管上设有第二阀门，所述气体输出管的一端靠近所述真空腔的底部，所述真空腔的底部设有有机包覆剂放置台；
所述真空腔的顶部设有材料收集管，所述真空腔的材料收集管和收集装置连通，所述材料收集管上设有第三阀门。
优选地，所述步骤二中，原位包覆装置的加热方式为油浴加热、水浴加热、电热套加热和电热板加热中的一种。
优选地，所述步骤二中，原位包覆装置的加热温度为20℃～200℃。
优选地，所述收集装置的基底为半导体基板、有机/无机薄膜类柔性基板或多孔基底；
所述半导体基板为有镀层或无镀层，所述半导体基板的材质为硅、碳化硅或氮化镓；
所述有机/无机薄膜类柔性基板的材质为PI、PET、玻纤布、环氧树脂、丙烯酸树脂和纸基中的一种；
所述多孔基底的材质为二维滤膜、泡沫镍、泡沫铜、泡沫银、泡沫铁、泡沫合金和三维石墨烯泡沫中的一种。
所述抗氧化微纳铜材料的制备方法，通过加热有机包覆剂使其升华或汽化，使随气流通入原位包覆装置的微纳铜粉和有机包覆剂混合，从而微纳铜离子表面通过络合和物理吸附作用形成一层良好的有机包覆，大大提高微纳铜颗粒的抗氧化性和分散性，降低微纳铜粒子的表面活性。
与现有通过化学溶剂使微纳铜粒子和有机包覆剂发生化学反应来完成包覆不同，本方法仅仅通过加热有机包覆剂使其升华或汽化，并通过物理作用使得有机包覆剂包覆在微纳铜粒子的表面，加工工艺更为快捷简单和环保，避免大量使用化学试剂，降低生产成本，且可保证通过原位包覆装置的所有微纳铜粒子都完全包覆有有机包覆剂，包覆成功率高，加工过程稳定可控，适于工业化生产。
附图说明
附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明其中一个实施例的制备系统结构示意图。
其中：微纳铜制备装置1；原位包覆装置2；收集装置3；真空腔21；基底31；第一阀门11；第二阀门12；有机包覆剂放置台211；第三阀门22。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例的抗氧化微纳铜材料的制备方法，如图1所示，使用由依次连通的微纳铜制备装置1、原位包覆装置2和收集装置3组成的制备系统，包括以下步骤：
步骤一，使用微纳铜制备装置1制备微纳铜粉；
步骤二，在原位包覆装置2的真空腔21放入有机包覆剂，并通过加热将真空腔21中的有机包覆剂升华或汽化；
步骤三，往制备系统通入惰性气体，惰性气体依次经过微纳铜制备装置1、原位包覆装置2和收集装置3，微纳铜粉随惰性气体通入原位包覆装置2的真空腔21，升华或汽化的有机包覆剂接触并包覆在微纳铜粒子的表面；
步骤四，表面包覆有机包覆剂的微纳铜粉随惰性气体从原位包覆装置2通入收集装置3，将表面包覆有机包覆剂的微纳铜粉沉积在收集装置3的基底31上。
所述抗氧化微纳铜材料的制备方法，通过加热有机包覆剂使其升华或汽化，使随气流通入原位包覆装置2的微纳铜粉和有机包覆剂混合，从而微纳铜离子表面通过络合和物理吸附作用形成一层良好的有机包覆，大大提高微纳铜颗粒的抗氧化性和分散性，降低微纳铜粒子的表面活性。
与现有通过化学溶剂使微纳铜粒子和有机包覆剂发生化学反应来完成包覆不同，本方法仅仅通过加热有机包覆剂使其升华或汽化，并通过物理作用使得有机包覆剂包覆在微纳铜粒子的表面，加工工艺更为快捷简单和环保，避免大量使用化学试剂，降低生产成本，且可保证通过原位包覆装置2的所有微纳铜粒子都完全包覆有有机包覆剂，包覆成功率高，加工过程稳定可控，适于工业化生产。而且整个包覆过程都处于真空干燥环境，有效避免微纳铜粉发生氧化，包覆完成后直接通过收集装置3进行收集，无需像现有涉及化学溶剂的加工方法那样包覆后还经过分离沉淀和干燥步骤。
步骤一中，通过现有已知方法制备微纳铜粉，微纳铜制备装置1也为现有市售装置。现有已知方法可为球磨、气相蒸发、等离子体溅射、火花烧蚀等物理法中的一种，或液相还原、热分解、水热、微乳液、声化学还原、辐射法、微波、反胶束等化学法中的一种，但必须最后成品为干燥的微纳铜粉。步骤二中，真空腔21中的有机包覆剂实际应用时不一定全部升华或汽化，有时为部分有机包覆剂升华或汽化，实际可通过延长与微纳铜粉的接触时间或增多有机包覆剂来提高包覆成功率。
优选地，所述有机包覆剂为单咪唑、苯并三氮唑、烷基咪唑、烷基苯并咪唑、2-苯基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、苯并咪唑，4-甲基-2-苯基咪唑、2-(2-羟基苯基)咪唑、2-咪唑烷酮、2-苯基-4-(2-噻吩基)咪唑、4,5-二苯基-2-(2-噻吩基甲基)咪唑、4-苯基-2-(3-噻吩基甲基)咪唑、5-甲基-4-苯基-2-(3-噻吩基甲基)咪唑、维生素C、聚乙烯吡咯烷酮、葡萄糖、柠檬酸、柠檬酸钠、明胶、聚乙二醇、聚乙烯醇、阿拉伯胶、油酸、油胺、乙醇胺、三乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或多种。上述有机包覆剂容易通过加热发生升华或汽化，并且与微纳铜粒子的物理吸附作用好。
优选地，所述有机包覆剂为固体状时，通过加热将有机包覆剂升华；所述有机包覆剂分散于溶剂时，通过加热将有机包覆剂汽化，所述溶剂为水、乙醇、乙二醇、丙三醇、丙酮和丁酮中的一种或多种。单独使用即仅有固体状的有机包覆剂，不含有其他物质，例如仅有单咪唑，或仅有2-甲基咪唑、2-乙基咪唑和苯并咪唑，此时通过加热将其升华。而若使有机包覆剂汽化，则将有机包覆剂分散于溶剂中，上述溶剂加热容易蒸发，并不影响有机包覆剂和微纳铜粒子的包覆，并在惰性气流作用下微纳铜粉可保持干燥。
优选地，所述微纳铜粉和有机包覆剂的质量比为1:0.001～1:1。经过多次试验，按照上述质量比，可确保通过原位包覆装置2的所有微纳铜粉均能完全与有机包覆剂接触的包覆。
优选地，通入的惰性气体的流量为1～5L/min，原位包覆装置2的真空腔21容积为0.1～2L。保证微纳铜粉可依次经过微纳铜制备装置1、原位包覆装置2和收集装置3，避免部分微纳铜粉残留在管道中；同时保证有足够时间使微纳铜粉和有机包覆剂接触并完成包覆。
优选地，惰性气体为氮气、氩气和氦气中的一种或多种；所述步骤三中，还包括在通入的惰性气体中掺入还原性气体，还原性气体为氢气、甲醛、甲烷、一氧化碳、硫化氢、溴化氢和二氧化硫中的一种或多种。上述气体均可避免微纳铜粉发生氧化，起到保护作用。
优选地，微纳铜制备装置1的两侧分别设有气体输入管和气体输出管，所述气体输入管上设有第一阀门11，所述微纳铜制备装置1的气体输出管和原位包覆装置2的真空腔21连通，所述气体输出管上设有第二阀门12，所述气体输出管的一端靠近所述真空腔21的底部，所述真空腔21的底部设有有机包覆剂放置台211；所述真空腔21的顶部设有材料收集管，所述真空腔21的材料收集管和收集装置3连通，所述材料收集管上设有第三阀门22。
第一阀门11用于控制通入制备系统的惰性气体，第二阀门12用于控制通入原位包覆装置2的微纳铜粉，第三阀门22用于控制通入收集装置3的包覆有机包覆剂的微纳铜粉。气体输出管的一端靠近所述真空腔21的底部，有机包覆剂放置台211设置于真空腔21的底部，从而通入真空腔21的微纳铜粉立即可和升华或汽化的有机包覆剂接触；材料收集管设置于真空腔21的顶部，从而最大限度地增加微纳铜粉和有机包覆剂的接触时间，确保所有微纳铜粉均完成包覆。材料收集管上可设置真空泵，以加快微纳铜粉的收集速度。
优选地，所述步骤二中，原位包覆装置2的加热方式为油浴加热、水浴加热、电热套加热和电热板加热中的一种。上述加热方式均可保证加热均匀和加热温度稳定。
优选地，所述步骤二中，原位包覆装置2的加热温度为20℃～200℃。上述加热温度有利于有机包覆剂发生升华或汽化，实际根据选择的有机包覆剂在上述范围内选择合适的加热温度。
优选地，所述收集装置3的基底31为半导体基板、有机/无机薄膜类柔性基板或多孔基底；
所述半导体基板为有镀层或无镀层，所述半导体基板的材质为硅、碳化硅或氮化镓；
所述有机/无机薄膜类柔性基板的材质为PI、PET、玻纤布、环氧树脂、丙烯酸树脂和纸基中的一种；
所述多孔基底的材质为二维滤膜、泡沫镍、泡沫铜、泡沫银、泡沫铁、泡沫合金和三维石墨烯泡沫中的一种。
上述基底材质均有利于表面包覆有机包覆剂的微纳铜粉沉积。
实施例2
本实施例的抗氧化微纳铜材料的制备方法，使用由依次连通的微纳铜制备装置1、原位包覆装置2和收集装置3组成的制备系统，包括以下步骤：
步骤一，通过现有的微乳液法制备微纳铜粉；
步骤二，在所述原位包覆装置2的真空腔21放入烷基咪唑丙酮溶液，原位包覆装置2采用水浴加热温度至25℃，使烷基咪唑丙酮溶液汽化；
步骤三，在微纳铜粉洗涤干燥后，往所述制备系统通入氮气和一氧化碳，将微纳铜粉送入原位包覆装置2的真空腔21，汽化的烷基咪唑接触并包覆在微纳铜粒子的表面；
步骤四，然后通过气流加速将表面包覆烷基咪唑的微纳铜粉沉积在收集装置3的PET基板上。
制备出的微米铜颗粒表面包覆有均匀的有机包覆剂层，分散性好，且具有较强的抗氧化性，在空气气氛下可保持6个月不被氧化。
实施例3
本实施例的抗氧化微纳铜材料的制备方法，使用由依次连通的微纳铜制备装置1、原位包覆装置2和收集装置3组成的制备系统，包括以下步骤：
步骤一，通过现有的火花烧蚀法制备微纳铜粉；
步骤二，在所述原位包覆装置2的真空腔21放入2-苯基咪唑，原位包覆装置2采用水浴加热温度至50℃，使2-苯基咪唑升华；
步骤三，在微纳铜粉洗涤干燥后，往所述制备系统通入氮气，将微纳铜粉送入原位包覆装置2的真空腔21，升华的2-苯基咪唑接触并包覆在微纳铜粒子的表面；
步骤四，然后通过气流加速将表面包覆2-苯基咪唑的微纳铜粉沉积在收集装置3的无镀层的硅基板上。
制备出的微米铜颗粒表面包覆有均匀的有机包覆剂层，分散性好，且具有较强的抗氧化性，在空气气氛下可保持5个月不被氧化。
实施例4
本实施例的抗氧化微纳铜材料的制备方法，使用由依次连通的微纳铜制备装置1、原位包覆装置2和收集装置3组成的制备系统，包括以下步骤：
步骤一，通过现有的脉冲激光轰击法制备微纳铜粉；
步骤二，在所述原位包覆装置2的真空腔21放入苯并咪唑乙醇溶液，原位包覆装置2采用油浴加热温度至50℃，使苯并咪唑乙醇溶液汽化；
步骤三，在微纳铜粉洗涤干燥后，往所述制备系统通入百分之五的氢气-氩气的混合气，将微纳铜粉送入原位包覆装置2的真空腔21，汽化的苯并咪唑接触并包覆在微纳铜粒子的表面；
步骤四，然后通过气流加速将表面包覆苯并咪唑的微纳铜粉沉积在收集装置3的三维石墨烯泡沫基底上。
制备出的微米铜颗粒表面包覆有均匀的有机包覆剂层，分散性好，且具有较强的抗氧化性，在空气气氛下可保持6个月不被氧化。
实施例5
本实施例的抗氧化微纳铜材料的制备方法，使用由依次连通的微纳铜制备装置1、原位包覆装置2和收集装置3组成的制备系统，包括以下步骤：
步骤一，通过现有的液相还原法制备微纳铜粉；
步骤二，在所述原位包覆装置2的真空腔21放入柠檬酸乙醇溶液，原位包覆装置2采用电热板加热温度至50℃，使柠檬酸乙醇溶液汽化；
步骤三，在微纳铜粉洗涤干燥后，往所述制备系统通入氩气，将微纳铜粉送入原位包覆装置2的真空腔21，汽化的柠檬酸接触并包覆在微纳铜粒子的表面；
步骤四，然后通过气流加速将表面包覆柠檬酸的微纳铜粉沉积在收集装置3的PI基板上。
制备出的微米铜颗粒表面包覆有均匀的有机包覆剂层，分散性好，且具有较强的抗氧化性，在空气气氛下可保持4个月不被氧化。
实施例6
本实施例的抗氧化微纳铜材料的制备方法，使用由依次连通的微纳铜制备装置1、原位包覆装置2和收集装置3组成的制备系统，包括以下步骤：
步骤一，通过现有的惰性气体蒸发法制备微纳铜粉；
步骤二，在所述原位包覆装置2的真空腔21放入乙醇胺溶液，原位包覆装置2采用油浴加热温度至150℃，使乙醇胺溶液汽化；
步骤三，在微纳铜粉洗涤干燥后，往所述制备系统通入百分之五的氢气-氩气的混合气，将微纳铜粉送入原位包覆装置2的真空腔21，汽化的乙醇胺接触并包覆在微纳铜粒子的表面；
步骤四，然后通过气流加速将表面包覆乙醇胺的微纳铜粉沉积在收集装置3的环氧树脂基板上。
制备出的微米铜颗粒表面包覆有均匀的有机包覆剂层，分散性好，且具有较强的抗氧化性，在空气气氛下可保持6个月不被氧化。
实施例7
本实施例的抗氧化微纳铜材料的制备方法，使用由依次连通的微纳铜制备装置1、原位包覆装置2和收集装置3组成的制备系统，包括以下步骤：
步骤一，通过现有的直流电弧等离子体蒸发法制备微纳铜粉；
步骤二，在所述原位包覆装置2的真空腔21放入苯并三氮唑，原位包覆装置2采用油浴加热温度至80℃，使苯并三氮唑升华；
步骤三，在微纳铜粉洗涤干燥后，往所述制备系统通入氩气，将微纳铜粉送入原位包覆装置2的真空腔21，升华的苯并三氮唑接触并包覆在微纳铜粒子的表面；
步骤四，然后通过气流加速将表面包覆苯并三氮唑的微纳铜粉沉积在收集装置3的泡沫银基底上。
制备出的微米铜颗粒表面包覆有均匀的有机包覆剂层，分散性好，且具有较强的抗氧化性，在空气气氛下可保持6个月不被氧化。
由实施例2至7可知，本发明的抗氧化微纳铜材料的制备方法，通过加热有机包覆剂使其升华或汽化，使随气流通入原位包覆装置2的微纳铜粉和有机包覆剂混合，从而微纳铜离子表面通过络合和物理吸附作用形成一层良好的有机包覆剂层层，大大提高微纳铜颗粒的抗氧化性和分散性，降低微纳铜粒子的表面活性，在空气气氛下可保持4至6个月不被氧化。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种抗氧化微纳铜材料的制备方法，其特征在于，使用由依次连通的微纳铜制备装置、原位包覆装置和收集装置组成的制备系统，包括以下步骤：
步骤一，使用微纳铜制备装置制备微纳铜粉；
步骤二，在原位包覆装置的真空腔放入有机包覆剂，并通过加热将真空腔中的有机包覆剂升华或汽化；
步骤三，往制备系统通入惰性气体，惰性气体依次经过微纳铜制备装置、原位包覆装置和收集装置，微纳铜粉随惰性气体通入原位包覆装置的真空腔，升华或汽化的有机包覆剂接触并包覆在微纳铜粒子的表面；
步骤四，表面包覆有机包覆剂的微纳铜粉随惰性气体从原位包覆装置通入收集装置，将表面包覆有机包覆剂的微纳铜粉沉积在收集装置的基底上；
所述有机包覆剂为单咪唑、苯并三氮唑、烷基咪唑、烷基苯并咪唑、2-苯基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、苯并咪唑，4-甲基-2-苯基咪唑、2-(2-羟基苯基)咪唑、2-咪唑烷酮、2-苯基-4-(2-噻吩基)咪唑、4,5-二苯基-2-(2-噻吩基甲基)咪唑、4-苯基-2-(3-噻吩基甲基)咪唑、5-甲基-4-苯基-2-(3-噻吩基甲基)咪唑、维生素C、聚乙烯吡咯烷酮、葡萄糖、柠檬酸、柠檬酸钠、明胶、聚乙二醇、聚乙烯醇、阿拉伯胶、油酸、油胺、乙醇胺、三乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或多种；
所述微纳铜粉和有机包覆剂的质量比为1:0.001～1:1。
2.根据权利要求1所述的抗氧化微纳铜材料的制备方法，其特征在于：
所述有机包覆剂为固体状时，通过加热将有机包覆剂升华；所述有机包覆剂分散于溶剂时，通过加热将有机包覆剂汽化，所述溶剂为水、乙醇、乙二醇、丙三醇、丙酮和丁酮中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的抗氧化微纳铜材料的制备方法，其特征在于：通入的惰性气体的流量为1～5L/min，原位包覆装置的真空腔容积为0.1～2L。
4.根据权利要求1所述的抗氧化微纳铜材料的制备方法，其特征在于：惰性气体为氮气、氩气和氦气中的一种或多种；
所述步骤三中，还包括在通入的惰性气体中掺入还原性气体，还原性气体为氢气、甲醛、甲烷、一氧化碳、硫化氢、溴化氢和二氧化硫中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的抗氧化微纳铜材料的制备方法，其特征在于：微纳铜制备装置的两侧分别设有气体输入管和气体输出管，所述气体输入管上设有第一阀门，所述微纳铜制备装置的气体输出管和原位包覆装置的真空腔连通，所述气体输出管上设有第二阀门，所述气体输出管的一端靠近所述真空腔的底部，所述真空腔的底部设有有机包覆剂放置台；
所述真空腔的顶部设有材料收集管，所述真空腔的材料收集管和收集装置连通，所述材料收集管上设有第三阀门。
6.根据权利要求1所述的抗氧化微纳铜材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，原位包覆装置的加热方式为油浴加热、水浴加热、电热套加热和电热板加热中的一种。
7.根据权利要求1所述的抗氧化微纳铜材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，原位包覆装置的加热温度为20℃～200℃。
8.根据权利要求1所述的抗氧化微纳铜材料的制备方法，其特征在于：所述收集装置的基底为半导体基板、有机/无机薄膜类柔性基板或多孔基底；
所述半导体基板为有镀层或无镀层，所述半导体基板的材质为硅、碳化硅或氮化镓；
所述有机/无机薄膜类柔性基板的材质为PI、PET、玻纤布、环氧树脂、丙烯酸树脂和纸基中的一种；
所述多孔基底的材质为二维滤膜、泡沫镍、泡沫铜、泡沫银、泡沫铁、泡沫合金和三维石墨烯泡沫中的一种。
CN201910399914.2A 2019-05-14 2019-05-14 一种抗氧化微纳铜材料的制备方法 Active CN109954876B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910399914.2A CN109954876B (zh) 2019-05-14 2019-05-14 一种抗氧化微纳铜材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910399914.2A CN109954876B (zh) 2019-05-14 2019-05-14 一种抗氧化微纳铜材料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109954876A CN109954876A (zh) 2019-07-02
CN109954876B true CN109954876B (zh) 2020-06-16

Family

ID=67027177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910399914.2A Active CN109954876B (zh) 2019-05-14 2019-05-14 一种抗氧化微纳铜材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109954876B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7488832B2 (ja) 2019-11-18 2024-05-22 日清エンジニアリング株式会社 微粒子および微粒子の製造方法
CN110798990B (zh) * 2019-11-22 2020-06-09 广东工业大学 一种微细线路的修复方法
CN111266568A (zh) * 2020-02-18 2020-06-12 深圳第三代半导体研究院 一种咪唑基团修饰的微纳米颗粒膏体及其制备方法
CN111673078A (zh) * 2020-05-14 2020-09-18 深圳第三代半导体研究院 一种微纳铜材料的抗氧化处理方法
CN113210601B (zh) * 2021-04-30 2022-09-20 广东华诺勤耕材料科技有限公司 一种包覆改性铜粉的制备方法及包覆改性铜粉

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5171734A (en) * 1991-04-22 1992-12-15 Sri International Coating a substrate in a fluidized bed maintained at a temperature below the vaporization temperature of the resulting coating composition
US6015597A (en) * 1997-11-26 2000-01-18 3M Innovative Properties Company Method for coating diamond-like networks onto particles
US7625600B1 (en) * 2004-12-03 2009-12-01 Bellitto Victor J Inhibition of aluminum oxidation through the vapor deposition of a passivation layer and method thereof
CN102804296B (zh) * 2009-06-18 2015-04-15 丰田自动车株式会社 磁性粉末的制造方法及其制造装置
CN104259455B (zh) * 2014-09-17 2016-08-17 长沙市宇顺显示技术有限公司 纳米铜粉的在线包覆制备方法及装置
CN105750540B (zh) * 2016-03-09 2017-11-14 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种纳米金属粉末的在线可逆包覆的装置及方法
CN107214333B (zh) * 2017-06-20 2019-07-26 广东工业大学 一种互连材料及其制备方法
CN108500288A (zh) * 2018-03-16 2018-09-07 南京林业大学 一种片状铜粉的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109954876A (zh) 2019-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109954876B (zh) 一种抗氧化微纳铜材料的制备方法
Jeong et al. Stable aqueous based Cu nanoparticle ink for printing well-defined highly conductive features on a plastic substrate
Choi et al. Metal− organic decomposition ink for printed electronics
Li et al. Flow‐enabled self‐assembly of large‐scale aligned nanowires
Mei et al. Formulation and processing of novel conductive solution inks in continuous inkjet printing of 3-D electric circuits
Akamatsu et al. Direct patterning of copper on polyimide using ion exchangeable surface templates generated by site-selective surface modification
CN102730671B (zh) 一种铜—石墨烯复合材料及在铜基金属表面制备石墨烯薄膜的方法
Wang et al. Advances in the development of liquid metal-based printed electronic inks
CN102701188A (zh) 一种溶液制备石墨烯三维多孔材料的方法
US20200284749A1 (en) Technologies Using Pseudo-Graphite Composites
Zhang et al. Fabrication of flexible copper patterns by electroless plating with copper nanoparticles as seeds
Sheng et al. Copper Nanoplates for printing flexible high-temperature conductors
Li et al. A green method for synthesizing novel nanoparticles and their application in flexible conductive patterns
Woo et al. A layer‐by‐layer assembly route to electroplated fibril‐based 3D porous current collectors for energy storage devices
Dai et al. Reactive sintering of Cu nanoparticles at ambient conditions for printed electronics
Wang et al. Nano-sized amorphous carbon covered surface formed by selective laser melting of ink-printed (SLM-IP) copper (Cu) nanoparticles (NPs)
Liu et al. Electroless deposition method for silver‐coated carbon fibres
Zheng et al. Carbon nanotubes reinforced copper composite with uniform CNT distribution and high yield of fabrication
CN115376757B (zh) 一种抗氧化的铜纳米线透明电极及其制备方法和应用
Hertsyk et al. Influence of heat treatment and oligomeric coatings on the corrosion resistance of amorphous alloys based on aluminum
Park et al. Metallic fusion of nanocrystal thin films for flexible and high-performance electromagnetic interference shielding materials
CN104099586B (zh) 一种薄膜的制备方法
Yokoyama et al. Formation of closely packed Cu nanoparticle films by capillary immersion force for preparing low-resistivity Cu films at low temperature
Yao et al. Electrocatalyst Fabrication Using Metal Nanoparticles Prepared in Ionic Liquids
Lamping et al. Hybrid TiO 2/metal nanoparticle microstructures made by microcontact printing, absorption and electroless deposition

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant