[发明专利]一种链状金属镍纳米粉体的制备方法

说明书

一种链状金属镍纳米粉体的制备方法，涉及一维金属镍纳米粉体制备技术领域。制备方法包括反应溶液的配制、软模板溶解和快速还原反应3个过程，1)、将可溶性镍盐溶解到去离子水中配成溶液a；2)、将还原剂缓慢滴加到上述溶液a中形成溶液b；3)、将模板加入到上述溶液b中，缓慢加热使其溶解得到胶体溶液c；4)、在快速搅拌情况下，向上述c溶液中快速加入NaOH溶液，进行还原反应，再用磁铁分离出磁性产物，并用去离子水洗涤若干次后经烘干便可。本发明使用的明胶或壳聚糖等软模板可以有效组装Ni纳米颗粒，从而获得了高质量链状Ni纳米粉体，为一维Ni纳米材料的制备提供了新技术。

技术领域

本发明涉及一维金属镍纳米粉体制备技术领域，具体是涉及一种链状金属镍纳米粉体的制备方法。

背景技术

—维纳米材料是三维空间中有一维尺寸处于纳米尺度。例如：纳米线、纳米棒和纳米管等。目前，一维Ni纳米材料因其具有较大长径比，磁各向异性，巨大的磁矫顽力等受到人们的关注。在电池、高密度储存、传感器、生物医学等各个领域有广泛应用前景。

硬模板法是制备一维Ni纳米材料的常见方法，常用的模板有多孔阳极氧化铝膜(AAO)、碳纳米管(CNTs)、分子筛(SAB-15)和聚合物等。该方法需要去除硬模板，工艺复杂。化学气相沉积法(CVD)也是一种制备一维Ni纳米材料的重要方法，尽管可以获得Ni阵列，但一般需要特殊设备，且产物量不高。为此，人们发展了利用软模板组装技术来宏量制备一维Ni纳米材料，即利用水合肼、硼氢化钠和白磷等还原剂将Ni²⁺还原成Ni，然后利用反应体系中的软模板组装效应来获得一维Ni纳米材料。其中，已报道使用的软模板中主要有三辛基氧膦(TOPO)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、十六烷基胺(HAD)和聚乳酸(PAA)等。该方法具有制备成本低廉、获得的产物质量高、量大和效率高等优点，是一种非常有发展前途的方法。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足之处，本发明提供了一种链状金属镍纳米粉体的制备方法，使用明胶或壳聚糖生物大分子为软模板，以水合肼为还原剂，采用液相合成技术成功制备出了链状Ni纳米粉体。该方法制备工艺简单，成本低廉，应用前景可观。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种链状金属镍纳米粉体的制备方法，包括反应溶液的配制、软模板溶解和快速还原反应3个过程，具体步骤如下：

1)、将可溶性镍盐溶解到去离子水中配成溶液a；

2)、将还原剂缓慢滴加到上述溶液a中形成溶液b；

3)、将模板加入到上述溶液b中，缓慢加热使其溶解得到胶体溶液c；

4)、在快速搅拌情况下，向上述c溶液中快速加入NaOH溶液，进行还原反应，再用磁铁分离出磁性产物，并用去离子水洗涤若干次后经烘干便可获得最终产物链状金属镍纳米粉体。

作为本发明的链状金属镍纳米粉体的制备方法的优选技术方案，步骤1)中可溶性镍盐为NiSO₄.6H₂O或Ni(NO₃)₂.6H₂O，其Ni²⁺浓度为0.1～1mol/L。步骤2)中还原剂为水合肼，水合肼与溶液a体积比为1～6：200。步骤3)中模板为明胶或壳聚糖，每200mL溶液b中添加0.2～1.2g模板，加热溶液c温度至80～90℃。步骤4)中NaOH溶液必须在溶液c的温度达到80～90℃后快速滴加，加入的时间控制在2min以内；每200mL溶液c中加入20～60mL浓度为2～5mol/L的NaOH溶液。还原反应温度为80～90℃，反应时间为1～5min。