[发明专利]一种金属镍的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属镍的制备方法，属于金属单质制备技术领域。

背景技术

纳米金属Ni具有独特的物理、化学性质，在催化剂、磁性材料、磁流体、吸波材料、烧结活化剂、导电浆料、表面涂层材料、高性能电极材料、硬质合金粘结剂等方面具有广阔的应用前景，市场需求增长很快，是国内外新颖功能材料开发的热点之一。随着汽车、电子、机械、信息产业的迅速发展，纳米Ni的应用领域将不断拓宽和扩展。

目前制备纳米Ni粒子的方法主要有物理法和化学法两种。物理法所用设备昂贵，操作条件要求苛刻，化学法通常要在适当的还原剂存在下将Ni²⁺还原成Ni。常见的还原剂有水合肼、金属锌、碳、次亚磷酸盐和1,2-丙二醇等。如Qian等（Inorg. Chem. Commun., 2002, 5, 971）以金属Zn为还原剂合成得到了镍纳米管，张传福等（矿冶工程，2001, 21, 49）利用超声波喷雾液相还原法，以联氨为还原剂制备得到纳米镍。溶胶-凝胶法是最早用来制备镍纳米粒子的化学方法，Chatterjee等（Appl. Phys. Lett., 1992, 60, 138）报道了先将分解温度较低的羟基喹啉镍盐溶于酒精形成凝胶，然后加入几滴盐酸和微米级的溴化钾粉末形成凝胶，过滤所得的胶体加热到300℃，热分解去除有机成分，最后得到平均粒径为5-11nm的超细镍粉。

水热法是在水热条件下进行反应，典型的水热反应条件是在温度高于100℃，气压大于1个大气压的水介质中进行的。经典的水热反应属于固相化学反应的一个分支，它是非均相反应。近些年，水（溶剂）热合成已经广泛用于单晶生长、材料合成，受到无机化学家的重视。一般而言，水热反应是在密闭条件下，在高于100℃ 范围内反应前体“一锅煮”制备最终产物。在水热合成技术中，液态或气态水是传递压力的媒介；高压下，绝大多数反应物均能部分溶解于水，促使反应在液相或气相中进行。水的粘度降低而更易于扩散，使溶剂对固体组分的萃取和晶体生长变为可能。在水热这种非平衡态晶化条件下，动力学亚稳相更可能比热力学稳定相容易析出，因而亚稳相晶体成核变为可能。目前水热合成所用的设备通常是反应釜，它由不锈钢外壳和一个25-100 mL的聚四氟乙烯的内胆组成。

Qian等（Adv. Mater., 2003, 15, 1946）以十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂，次亚磷酸钠作为还原剂，通过改变反应条件水热制备得到镍纳米线和镍纳米带。

发明内容

本发明的目的是提供一种原料易得，制备方法简单的金属镍的制备方法。

本发明实现过程如下：

一种金属镍的制备方法，其特征在于：在密闭容器中，将镍盐溶于水或有机溶剂中，加入三乙胺，在190～350℃反应得到，优选的温度范围为230～280℃。

所述镍盐为常见的氯化镍、醋酸镍、硫酸镍或硝酸镍等，镍盐与三乙胺的摩尔比为1:1～1:20，优选为1:1～1:5。

有机溶剂为一元醇，多元醇，丙酮，乙腈、DMF等，如使用有机溶剂，最好为简单常用的甲醇或乙醇。

上述反应时间为30分钟以上，延长反应时间，产物依然是单质镍，只是得到的产物粒径更大，通常30分钟至3个小时为宜。

本发明的优点与积极效果：本发明原料易得、制备方法简单，特别是以水为溶剂，使用廉价的三乙胺在短时间即可制备得到金属镍。

附图说明

图1为甲醇体系中制备得到的金属镍的XRD图；

图2为甲醇体系中制备得到的金属镍的SEM图；

图3为水中制备得到的金属镍的XRD图。

具体实施方式

实施例1

将0.36g (0.0015mol)NiCl₂·6H₂O 溶于10ml 甲醇溶液中，滴加0.36g（0.0033mol）三乙胺，将混合液转移至高压反应釜中密闭反应，设定反应温度和时间分别为220℃和2小时，反应完毕离心、洗涤、干燥，得黑灰色粉末（产率92%）。

如图1所示，产物的X-射线粉末衍射表明，制备得到了单质镍，对应的JCPDS卡片号为4-850，扫描电镜分析表明产物为200～300nm的微球（图2）。

实施例2