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抗氧化的纳米铜粉的制备方法
日期:2022-04-29 13:54:35浏览:0

本文为大家介绍一种无毒无害,绿色高效,工艺简单,分散均匀、抗氧化的纳米铜粉的制备方法。

这种纳米铜粉的制备方法,其特征在于包含步骤如下:将铜盐加入到含有还原剂、分散剂和抗氧化剂的溶剂中,搅拌的同时加热升温至100-200℃,反应30分钟至200分钟后冷却、洗涤、离心、干燥即得到纳米铜颗粒,其中:溶液中铜盐浓度为0.05-10mol/L,分散剂浓度为10-80g/L,还原剂与铜盐的摩尔比为0.5:1-4:1,抗氧化剂与铜盐的摩尔比为0.1:1-2:1。


注:


分散剂选自聚乙烯吡咯烷酮、十八烷基胺、三乙醇胺中的一种。


还原剂选自亚磷酸钠、抗坏血酸、硼氢化钠中的一种;优选的抗坏血酸为L(+)-抗坏血酸。


溶剂选自二甘醇、氢氧化铵、乙二醇中的一种。


抗氧化剂选自异丙醇或十八硫醇。


铜盐选自无水氯化铜、五水合硫酸铜、一水醋酸铜、草酸铜、硝酸铜中的一种。


溶液中分散剂的浓度优选为40-50g/L。


铜盐浓度优选为0.25-4mol/L。


加热升温的温度优选为140-170℃。


纳米铜粉的制备的详细步骤如下:


(1)将一定量的十八烷基胺加入至二甘醇中得到混合液,使得十八烷基胺的浓度为10g/L。


(2)将一定量的一水醋酸铜加入至步骤(1)混合液中,使得铜离子浓度为0.05mol/L。


(3)将一定量的L(+)抗坏血酸加入至步骤(2)混合液中,使得L(+)抗坏血酸浓度为0.025mol/L,即L(+)抗坏血酸与铜的摩尔比为0.5:1;


(4)将一定量的异丙醇加入至步骤(3)混合液中,使得异丙醇浓度为0.005mol/L,即异丙醇与铜的摩尔比为0.1:1;


(5)将步骤(4)所得混合溶液升温至100℃,然后在该温度下保持30分钟,得到红褐色的纳米铜胶体溶液;


(6)反应结束后,将步骤(5)得到的纳米铜胶体用去离子水和无水乙醇洗涤,然后以15000rpm离心5分钟,分离沉淀,干燥后即为纳米铜粉。


本发明的有益效果为:


1.通过加入还原剂和抗氧化剂,采用一步还原法,在还原铜纳米颗粒的同时,通过在铜表面键合一层包覆层,直接制得抗氧化的铜纳米粒子,其粒子粒径尺寸在60-90nm,键合的包覆层厚度为4-10nm。通过该制备方法,克服了传统方法的多步低效,反应产率低,能耗高,无法在空气中制备,不适合工业生产的问题。


2.通过添加优选的分散剂,有效的防止了纳米铜颗粒的团聚现象,设备要求低,操作方法简单。所有原材料无毒无害,符合绿色生产要求。


3.使用的抗氧化剂不仅通过键合的方式在纳米铜颗粒表面形成一层薄膜阻止了铜和氧气的接触,其本身也具有还原气氛,在烧结时可以将被氧化的纳米铜颗粒还原。