CN110586954A - 一种铜纳米颗粒的制备方法以及铜纳米颗粒 - Google Patents

一种铜纳米颗粒的制备方法以及铜纳米颗粒 Download PDF

Info

Publication number
CN110586954A
CN110586954A CN201910838095.7A CN201910838095A CN110586954A CN 110586954 A CN110586954 A CN 110586954A CN 201910838095 A CN201910838095 A CN 201910838095A CN 110586954 A CN110586954 A CN 110586954A
Authority
CN
China
Prior art keywords
copper
phosphorus
solution
aqueous solution
mixture
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.)
Pending
Application number
CN201910838095.7A
Other languages
English (en)
Inventor
郑南峰
彭健
郝树强
吴炳辉
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.)
Xiamen University
Original Assignee
Xiamen University
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 Xiamen University filed Critical Xiamen University
Priority to CN201910838095.7A priority Critical patent/CN110586954A/zh
Publication of CN110586954A publication Critical patent/CN110586954A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/054Nanosized particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种制备铜纳米颗粒的方法,包括:配制磷溶液;配制铜离子水溶液;混合所述磷溶液与所述铜离子水溶液,得混合物;令所述混合物反应;分离所述经反应的混合物中的固体;以及洗涤干燥所述固体,即得铜纳米颗粒。本发明的制备铜纳米颗粒的方法,反应温度低,反应时间短,且不需要保护气体或真空环境,简便易行。本发明的制备铜纳米颗粒的方法可以合成平均粒径极小的铜纳米颗粒。

Description

一种铜纳米颗粒的制备方法以及铜纳米颗粒
技术领域
本发明涉及一种制备铜纳米颗粒的方法,尤其是一种工艺简便的极小铜纳米颗粒的制备方法。
背景技术
金、银、铜等金属纳米颗粒由于其尺度非常小,从而能够表现出与宏观金属材料不同的特性,比如量子尺寸效应、量子宏观隧道效应以及表面效应等。其中,铜纳米颗粒被广泛应用于电子制造、化学分析、生物技术、防腐防污等领域。
目前国内外已经发展了多种制备铜纳米颗粒的方法,主要包括液相还原法、电沉积法、微乳液法、气相沉积法、蒸镀法、机械研磨法等。液相还原法具有设备简单、工艺流程短、产量大、易工业化生产优点。如CN108971513A公开了一种水相法制备纳米铜颗粒的方法,利用一价铜离子与高分子胺基化合物发生络合还原作用,得到纳米级铜颗粒。但是这种方法得到的纳米颗粒的粒径较大,其平均粒径在80~120nm。其他例如,CN105290414A公开了一种合成纳米铜颗粒的方法,在氮气保护下,对干燥后的前驱体进行高温热处理,从而得到纳米铜颗粒。但该制备过程需要氮气保护,而且要在700~750℃的高温下反应,制备时间也较长。另外,CN106670496A也公开了一种铜纳米线或铜纳米颗粒的制备方法,该方法以铜纳米线作为种子,在氩气的保护下将三辛基膦升温至200~348℃,再将得到的铜纳米线中加入,继续反应得到纳米颗粒,该制备过程需要氩气的保护及高温处理,制备过程流程复杂。
因此,业界需要开发一种粒径较小,反应温度低,反应时间短,不需要保护气体或真空环境,简便易行的铜纳米颗粒的制备方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种制备铜纳米颗粒的方法,包括以下步骤:
S1.配制磷溶液;
S2.配制铜离子水溶液;
S3.混合所述磷溶液与所述铜离子水溶液,得混合物;
S4.令所述混合物反应;
S5.分离所述经反应的混合物中的固体;以及
S6.洗涤干燥所述固体,即得铜纳米颗粒。
在本发明实施例中,所述磷溶液为磷溶于有机溶剂中所配制而成。
在本发明实施例中,所述磷溶液中的磷为白磷、红磷或黑磷。
在本发明实施例中,所述有机溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、乙醇、乙醚、苯或N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种。
在本发明实施例中,所述磷溶液中磷的浓度为0.1~50mg/mL。
在本发明一实施例中,所述铜离子水溶液包括甲酸铜水溶液、硫酸铜水溶液、醋酸铜水溶液、硝酸铜水溶液或氯化铜水溶液中的至少一种。
在本发明实施例中,所述铜离子水溶液中铜的浓度为1~100mmol/L。
在本发明实施例中,所述混合物包括所述磷溶液和所述铜离子水溶液比例为1~10:1~5。
在本发明实施例中,所述混合所述磷溶液与所述铜离子水溶液步骤中的所述混合操作包括震荡、超声、搅拌、球磨或涡旋中的至少一种。
本发明另方面再提供一种铜纳米颗粒,所述铜纳米颗粒是本发明所述制备铜纳米颗粒的方法所制备。
相较于先前技术,本发明的制备方法是一种反应温度低,反应时间短,且不需要保护气体或真空环境,简便易行的铜纳米颗粒的制备方法。
附图说明
所提供附图可对本发明进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。此外,附图数据是描述概要,不是按比例绘制。
图1为根据本发明的方法制备铜纳米颗粒的步骤流程图;
图2为根据本发明的方法所制备的铜纳米颗粒的X射线衍射(XRD)图谱;
图3为根据本发明的方法所制备的铜纳米颗粒的TEM透射电镜图;
图4为图3中铜纳米颗粒粒径统计图。
组件标号说明:
S1~S6 步骤
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明的技术方案进行描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本发明提出了一种制备铜纳米颗粒的方法,包括以下步骤:
S1.配制磷溶液;
S2.配制铜离子水溶液;
S3.混合所述磷溶液与所述铜离子水溶液,得混合物;
S4.令所述混合物反应;
S5.分离所述经反应的混合物中的固体;以及
S6.洗涤干燥所述固体,即得铜纳米颗粒。
在本发明实施例中,所述磷溶液可为磷溶于有机溶剂中所配制而成。其中,根据本发明实施例所述磷溶液中的磷可为白磷、红磷和黑磷中的至少一种。
在本发明优选实施例中,所述磷溶液中的磷可为红磷或黑磷。
在本发明实施例中,所述磷溶液可为磷溶于有机溶剂中,其中该有机溶剂可为例如,N-甲基吡咯烷酮、乙醇、乙醚、苯或N,N-二甲基甲酰胺或类似物中的至少一种,但不限于此。
根据本发明的实施例,所述磷溶液中磷的浓度可为0.1~50mg/mL。
根据本发明实施例,所述铜离子水溶液可为例如,甲酸铜水溶液、硫酸铜水溶液、醋酸铜水溶液、硝酸铜水溶液和氯化铜水溶液或类似物中的至少一种,但不限于此。
根据本发明实施例,所述铜离子水溶液中铜的浓度可为1~100mmol/L。
根据本发明实施例,所述混合物包括所述磷溶液和所述铜离子水溶液,其中,所述磷溶液可为1~10份,以及所述铜离子水溶液可为1~5份。
根据本发明实施例,制得所述混合物后,进一步令该混合物反应。所述的反应手段可为静置、搅拌和震荡、超声、球磨或涡旋中的至少一种,本领域技术人员可视情况结合二种以上的混合手段;反应温度可为室温或加热。更具体而言,根据本发明实施例,令该混合物反应的反应手段可为于室温静置一预定时间;于室温下搅拌;于室温下震荡,所述震荡可为例如超声震荡等震荡手段;或加热一预定时间;加热搅拌;加热震荡等。较优选,本发明实施例中,令该混合物反应的反应手段可为于室温静置一预定时间;于室温下搅拌;于室温下震荡;或加热一预定时间。
根据本发明实施例,静置反应时间可为0.1~24小时;搅拌速率可为每分钟0~800转;搅拌反应时间可为1分钟~10小时;超声反应时间可为1分钟~5小时;加热处理的温度可为25~100℃;以及加热处理时间可为1分钟~5小时等,但不限于此。本领域技术人员应理解,所述反应手段、反应条件等,可视所选反应物、反应环境、各种限制而调整,只要能够使把发明反应完全或取得足够的产物即可。
本发明另方面再提供一种铜纳米颗粒,所述铜纳米颗粒是本发明所述制备铜纳米颗粒的方法所制备。其中,该铜纳米颗粒的粒径为2~9nm。
本发明所提供的制备铜纳米颗粒的方法只需要在空气气氛反应,无须其他保护气体,且本发明方法反应温度低、反应时间短,制备工艺又比现有工艺简单,此外本发明的制备铜纳米颗粒的方法可以合成平均粒径极小的铜纳米颗粒。
以下并透过实施例说明本发明所提供制备方法的详细制作流程与条件。
实施例1:
根据本发明方法,配制浓度为2mg/mL黑磷N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液,以及0.05mol/L甲酸铜水溶液。
混合6mL黑磷NMP溶液与2mL甲酸铜的水溶液,得混合物;室温震荡所述混合物10分钟,使所述混合物反应;分离经反应的混合物中的固体,洗涤干燥所述固体,即为铜纳米颗粒。
实施例2:
根据本发明方法,配制浓度为10mg/mL黑磷N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液,以及0.1mol/L硫酸铜水溶液。
混合10mL黑磷DMF溶液与3mL硫酸铜水溶液,得混合物;加热所述混合物5分钟,加热温度50℃,使所述混合物反应;分离经反应的混合物中的固体,洗涤干燥所述固体,即为铜纳米颗粒。
实施例3:
根据本发明方法,配制浓度为5mg/mL的红磷乙醇溶液,以及0.01mol/L醋酸铜水溶液。
混合20mL红磷乙醇溶液与10mL醋酸铜水溶液,得混合物;室温下搅拌所述混合物20分钟,搅拌速率200转/分钟,使所述混合物反应;分离经反应的混合物中的固体,洗涤干燥所述固体,即为铜纳米颗粒。
实施例4:
根据本发明方法,配制浓度为20mg/mL的白磷乙醚溶液,以及0.08mol/L的硝酸铜水溶液。
混合30mL白磷乙醚溶液与15mL甲酸铜水溶液,得混合物;室温静置所述混合物60分钟,使所述混合物反应;分离经反应的混合物中的固体,洗涤干燥所述固体,即为铜纳米颗粒。
图2为根据本发明的实施例1所制备的铜纳米颗粒的X射线衍射(XRD)图谱。如图2所示,图谱中仅在2倍衍射角2θ为43.45°、50.54°、74.24°的位置出现衍射峰,分别对应于铜的(111)、(200)和(220)晶面(XRD用的是铜靶),得到的产物纯度较高,没有其他的杂峰出现。图3是根据本发明的方法所制备的铜纳米颗粒的TEM透射电镜图,图4为图3中的铜纳米颗粒粒径统计图。从图3、4中可知,根据本发明的方法所制备的铜纳米颗粒,粒径较小,分布较为均匀,粒径范围为约为2~9nm,平均粒径约为5.1nm。
上述实施例用于例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟习此项技艺的人士均可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修改。因此本发明的权利保护范围,应如权利要求所列。

Claims (10)

1.一种制备铜纳米颗粒的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
配制磷溶液;
配制铜离子水溶液;
混合所述磷溶液与所述铜离子水溶液,得混合物;
令所述混合物反应;
分离所述经反应的混合物中的固体;以及
洗涤干燥所述固体,即得铜纳米颗粒。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述磷溶液为磷溶于有机溶剂中所配制而成。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述磷溶液中的磷为白磷、红磷或黑磷。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述的有机溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、乙醇、乙醚、苯或N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述磷溶液中磷的浓度为0.1~50mg/mL。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述铜离子水溶液包括甲酸铜水溶液、硫酸铜水溶液、醋酸铜水溶液、硝酸铜水溶液或氯化铜水溶液中的至少一种。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述铜离子水溶液中铜的浓度为1~100mmol/L。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述混合物包括所述磷溶液和铜离子水溶液比例为1~10:1~5。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述混合所述磷溶液与所述铜离子水溶液步骤中的所述混合操作包括震荡、超声、搅拌、球磨或涡旋中的至少一种。
10.一种铜纳米颗粒,其特征在于,所述铜纳米颗粒是由权利要求的1至9任一项所述的方法所制备。
CN201910838095.7A 2019-09-05 2019-09-05 一种铜纳米颗粒的制备方法以及铜纳米颗粒 Pending CN110586954A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910838095.7A CN110586954A (zh) 2019-09-05 2019-09-05 一种铜纳米颗粒的制备方法以及铜纳米颗粒

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910838095.7A CN110586954A (zh) 2019-09-05 2019-09-05 一种铜纳米颗粒的制备方法以及铜纳米颗粒

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110586954A true CN110586954A (zh) 2019-12-20

Family

ID=68857768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910838095.7A Pending CN110586954A (zh) 2019-09-05 2019-09-05 一种铜纳米颗粒的制备方法以及铜纳米颗粒

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110586954A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110548047A (zh) * 2019-09-10 2019-12-10 广东省微生物研究所(广东省微生物分析检测中心) 一种黑磷纳米粒子-纳米铜相互掺杂的纳米复合物及其制备方法与应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013085249A1 (en) * 2011-12-09 2013-06-13 Hanwha Chemical Corporation Phosphorus-doped nickel nanoparticle and method of manufacturing the same
CN106517119A (zh) * 2016-11-03 2017-03-22 青岛丰泽中兴科技服务有限公司 一种纳米磷化铜的制备方法
CN107598150A (zh) * 2017-08-15 2018-01-19 西北大学 一种纳米金属/红磷复合材料及其制备方法
CN108686685A (zh) * 2018-05-09 2018-10-23 南京邮电大学 一种铜纳米颗粒/黑磷纳米片复合材料及其制备方法与应用
CN110026560A (zh) * 2018-08-27 2019-07-19 南方科技大学 纳米铜颗粒及其制备方法和应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013085249A1 (en) * 2011-12-09 2013-06-13 Hanwha Chemical Corporation Phosphorus-doped nickel nanoparticle and method of manufacturing the same
CN106517119A (zh) * 2016-11-03 2017-03-22 青岛丰泽中兴科技服务有限公司 一种纳米磷化铜的制备方法
CN107598150A (zh) * 2017-08-15 2018-01-19 西北大学 一种纳米金属/红磷复合材料及其制备方法
CN108686685A (zh) * 2018-05-09 2018-10-23 南京邮电大学 一种铜纳米颗粒/黑磷纳米片复合材料及其制备方法与应用
CN110026560A (zh) * 2018-08-27 2019-07-19 南方科技大学 纳米铜颗粒及其制备方法和应用

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110548047A (zh) * 2019-09-10 2019-12-10 广东省微生物研究所(广东省微生物分析检测中心) 一种黑磷纳米粒子-纳米铜相互掺杂的纳米复合物及其制备方法与应用
CN110548047B (zh) * 2019-09-10 2022-08-30 广东省科学院微生物研究所(广东省微生物分析检测中心) 一种黑磷纳米粒子-纳米铜相互掺杂的纳米复合物及其制备方法与应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007031835A (ja) 金属ナノ粒子およびその製造方法並びに導電性インク
Farhadi-Khouzani et al. Different morphologies of ZnO nanostructures via polymeric complex sol–gel method: synthesis and characterization
KR100948165B1 (ko) 금속 나노입자의 제조방법
CN107032408B (zh) 一种MnO掺杂的四氧化三铁/C分级纳米球结构复合材料及其制备方法
JP2008516880A (ja) ナノサイズの二酸化チタン粒子を合成する方法
Li et al. Synthesis and stability evaluation of size-controlled gold nanoparticles via nonionic fluorosurfactant-assisted hydrogen peroxide reduction
JP4277803B2 (ja) 金属微粉末の製造方法
Luo et al. Polyol synthesis of silver nanoplates: The crystal growth mechanism based on a rivalrous adsorption
CN110681872B (zh) 一种铜/银玉米状结构纳米颗粒的制备方法
CN110586954A (zh) 一种铜纳米颗粒的制备方法以及铜纳米颗粒
CN1948155A (zh) 一种单分散纳米α-氧化铝颗粒粉体的制备方法
Gerdes et al. Sculpting of lead sulfide nanoparticles by means of acetic acid and dichloroethane
KR101523065B1 (ko) 입자크기가 제어된 금 나노입자의 제조방법 및 제조된 금 나노입자를 이용한 비색식 강산 검출방법
KR102339456B1 (ko) 결정구조가 제어된 제올라이트 이미다졸레이트계 구조를 포함하는 나노입자 및 이의 제조 방법
CN112264629A (zh) 一种低成本高分散银粉的制备方法及其应用
Liu et al. Growth mechanism of Ag 2 S nanocrystals in a nonpolar organic solvent
JP2010209455A (ja) 金属ナノ粒子の製造方法及び金属ナノ粒子分散溶液の製造方法
Mohammadikish et al. Synthesis and optical band gap determination of CuO nanoparticles from salen-based infinite coordination polymer nanospheres
Khademalrasool et al. A simple and high yield solvothermal synthesis of uniform silver nanowires with controllable diameters
CN113877515B (zh) 一种十八面体铁酸镧吸附剂及其制备方法
Lu et al. Growth factors for silver nanoplates formed in a simple solvothermal process
Herrera-González et al. Synthesis of gold colloids using polyelectrolytes and macroelectrolytes containing arsonic moieties
CN112191860B (zh) 一种连续调节金纳米颗粒表面粗糙度的化学合成方法
CN116948381A (zh) 一种自组装微纳结构Cu2O颗粒及其制备方法
KR102114106B1 (ko) 텅스텐 나노입자 제조방법

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191220