[发明专利]一种线状微纳米金属铜的制备方法

说明书

本发明涉及一种线状微纳米金属铜的制备方法，属于微纳米材料的制备技术领域。种线状微纳米金属铜的制备方法，将绿茶水溶液与硫酸铜混合，并调节混合溶液pH＝12，进行第一次水热反应，反应温度为140～160℃，反应时间至少20小时，得到氧化亚铜；将所得氧化亚铜与绿茶水溶液混合并加入硫酸氧钛进行第二次水热反应，反应温度为180℃～220℃，反应时间至少20小时，既得。本发明制作成本低，操作简单，重复性好，可以大批量生产。在材料方面选用了绿色还原剂绿茶粉，在制备方法上使用了水热还原法制备，使之在制备过程中无污染，无材料的浪费。最终得到的产物有着良好的线性特征，在抗菌，超导及催化方面有着潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种线状微纳米金属铜的制备方法，属于微纳米材料的制备技术领域。

背景技术

微纳米铜具有良好的导电性以及优越的化学活性，可用于二氧化碳和氢合成甲醇等反应过程中的催化剂，可代贵金属粉末制备性能优越的电子浆料，在太阳能转化，抑菌除臭，导热抗磨损等方面也有诸多用途，在科学研究以及化工生产中被广泛应用。因为其廉价性，它已经渐渐取代了金、银在电导、催化等方面的地位，在当今有着极高实用价值。其中有着独特线状结构的微纳米铜线更是在人造丝的制造，以及气体分析和测定有机化合物等方面应用显著。

目前制备微纳米铜线材料的方法主要有气相沉积法、模版法、反向胶束法，液相还原法。

气相沉积法：直接利用气体，或通过各种手段将物质转变为气体，使之在气体状态下发生物理化学反应，最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米粒子的方法。Adelung等通过超高真空气相沉积法在分层晶体VSe₂表面沉积形成直径在8～25nm的铜纳米线。(Adelung R，Ernst F，Scott A，et al.Self-assembled nanowire networks by deposition ofcopper onto layered-crystal surfaces[J].Advanced Materials，2002，14(15)：1056-1061.)，Liu等采用真空气相沉积(VVD)一步法在815℃和1.0×l0^－4Pa的条件下将铜圈气化以后沉积在覆有C膜的钼网上得到了直径为50～100nm，长度达到20μm的铜纳米线和纳米棒。(Liu Z W，Bando Y.A novel method for preparing copper nanorods andnanowires[J].Advanced Materials，2003，15(4)：303-305.)

模板法：模板法是合成纳米线和纳米管等一维纳米材料的一种有效技术，具有良好的可控性，可以利用其空间限制作用和模板剂的调试作用对合成材料的大小、形貌、结构和排布等进行控制。Monson等采用生物聚合物-脱氧核糖核酸模板，通过控制反应时间使填充到模板的单体进行化学或电化学反应，除去模板后得到纳米棒、纳米线或纳米管等。(Monson C F，Woolley A T.DNA-templated construction of copper nanowires[J].Nano Letters，2003，3(3)：359-363.)

反向胶束法：反向胶束法是利用两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成均匀的乳液，剂量小的溶剂被包裹在剂量大的溶剂中形成一个个微泡，微泡的表面由表面活性剂组成，从微泡中生成固相可使成核、生长、聚结、团聚等过程局限在一个微小的球形液滴内，从而制备出单分散性好的纳米材料。Lisiecki等通过在Cu(AOT)₂和Na(AOT)的异辛烷溶液中加入NaBH₄，形成反胶束结构，通过联氨的还原得到了直径10nm，长度约为1μm的Cu纳米线。(Lisiecki I，Sack-Kongehl H，Weiss K，et al.Annealing process ofanisotropic copper nanocrystals.2.Rods[J].Langmuir，2000，16(23)：8807-8808.)