[发明专利]一种完全合金化的单分散金银合金纳米颗粒的制备方法

说明书

一种完全合金化的单分散金银合金纳米颗粒的制备方法。制备步骤分为银纳米种子的合成、合金纳米粒子的合成、表面包覆耐高温“表面活性剂”二氧化硅、二氧化硅的去除四个步骤。其中，银纳米种子的合成是通过热注入法，采用邻二氯苯和1，2十二烷二醇作为还原溶液，油胺、邻二氯苯和硝酸银混合溶液作为前驱体，在氮气气氛下还原制得银纳米种子；采用油胺同时作为溶剂、还原剂、和表面活性剂，以确保合成纳米颗粒的单分散性合尺寸可控性；为使得到的合金纳米颗粒达到原子级别的混合，对合金纳米颗粒进行退火处理。本发明方法所制备的纳米颗粒分散稳定性好，避免了纳米颗粒的团聚，制备成本低廉，可实现完全合金化的金银纳米颗粒的批量稳定制备。

技术领域

本发明应用于贵金属浆料生产中的关键技术领域，合金纳米颗粒作为贵金属浆料的关键原料，其结构性能影响最终产品的使用性能，通过金银合金纳米颗粒与有机溶剂的充分混合，制成的贵金属浆料广泛应用在电子封装器件上，特别是应用在像增强器阳极柱面的金膜制作上。

背景技术

近年来，纳米贵金属粒子因具有大的比表面积、良好的界面效应及小尺寸效应等独特的性能，在催化，光学，信息存储，表面增强拉曼散射，生物标记，影像和传感等方面具有潜在的应用前景，引起人们的广泛关注。其中，研究发现将金银纳米合金颗粒与特定有机载体制备浆料，可广泛应用于液晶显示元件、分立器件、集成电路等领域。因其具有极大的比表面积，且其形状在制备过程中可控，均匀的形貌使电子浆料的印刷效果大为改观，节约贵金属用量50％以上，同时使电子电路和电子元器件的制造工艺水平有了很大提高，不仅有助于厚薄膜集成电路高度集成化及片式电阻、小型化电容的发展，而且为大型功率器件的制造创造了有利条件。此外，贵金属纳米涂料在豪华型轿车和其它高档装饰方面具有巨大的应用潜力。但是由于现有制备金银合金纳米颗粒技术存在金银原子成分分布不均匀以及纳米颗粒团聚的问题，因此导致其最终的厚膜存在膜层不均匀以及电阻过大等问题，因此，本发明为解决上述问题，提出了一种完全合金化的单分散金银合金纳米颗粒的制备方法

发明内容

本发明的目的是为了解决单分散金银合金纳米颗粒的制备以及其在贵金属浆料中稳定分散存在的应用问题.本发明通过严格的控制金银元素比例，金银纳米颗粒生长速度，以及金银原子在和金纳米颗粒中的界面扩散，利用种子生长法和二氧化硅包覆法得到所需的单分散金银合金纳米颗粒，再通过退火处理，最终得到单分散的全合金纳米颗粒。将其与松油醇等有机溶剂混合，制成成分稳定、性能优异的贵金属浆料。

一种完全合金化的单分散金银合金纳米颗粒的制备方法，其主要步骤是：

(1)银纳米种子的合成

采用磁力电热搅拌套加热邻二氯苯和1，2-十二烷二醇还原溶液。并将硝酸银粉末溶解在邻二氯苯和油胺混合液中，超声溶解后，得到前驱体溶液。然后，在高温条件下，将前驱体溶液快速注入到上述还原溶液中。反应一段时间后将溶液静置，自然冷却至室温。整个合成过程需要在氮气和磁力搅拌条件下进行，冷却的体系经过离心，收集产物。得到的纳米粒子用丙酮-甲苯循环洗涤1-2次，再将产物重新分散于甲苯中，加入少量新鲜油胺，配成特定浓度的溶液，以待合金纳米粒子的合成。

(2)合金纳米粒子的合成

采用种子生长法，先合成银纳米种子，并将其作为种子，进一步通过加入氯金酸合成金银合金纳米颗粒，采用油胺同时作为溶剂、还原剂和表面活性剂，合成目标合金粒子；

(3)表面包覆耐高温“表面活性剂”

缓慢向16-羟基十六烷酸(MHA)的乙醇溶液中加入合成好的金银合金纳米颗粒，乙醇稀释，在搅拌条件下依次加入二乙胺和原硅酸四乙酯(TEOS)，对纳米颗粒表面进行二氧化硅的包覆，经过离心和再分散之后得到了金银合金@二氧化硅纳米颗粒的胶体。

(4)退火和二氧化硅的去除