[发明专利]一种水相铜纳米晶及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种水相铜纳米晶的制备方法，其特征在于，该方法以晶种前驱体、配体1、硼氢化钠、配体2、铜盐和还原剂为原料，在常温条件下采用湿化学法在水相中快速合成铜纳米晶；该方法具体包括以下步骤：

步骤一：室温下制备晶种胶体溶液：

步骤1.1分别将硼氢化钠溶于水得到溶液A、晶种前驱体溶于水配置成溶液B、配体1分散在水中得到溶液C；

步骤1.2将溶液B和溶液C在搅拌下混合得到溶液D；

步骤1.3将溶液A加入溶液D得到晶种胶体溶液；

步骤二：室温下制备铜纳米晶：

步骤2.1分别将配体2分散在水中得到1号溶液、铜盐溶解在水中得到2号溶液、还原剂溶解在水中得到3号溶液；并将上述溶液超声搅拌混合分散好；

步骤2.2将步骤一得到的晶种胶体溶液与1号溶液和2号溶液搅拌混合得到4号胶体溶液；

步骤2.3将3号溶液快速加入到4号胶体溶液并搅拌得到铜纳米晶胶体溶液；铜纳米晶胶体溶液以胶体溶液形式存放或离心真空干燥为铜纳米粉后充入惰性气体存放。

2.如权利要求1所述的水相铜纳米晶的制备方法，其特征在于，所述晶种前驱体为醋酸铜、硫酸铜、氯化铜、硝酸铜、氯金酸、硝酸银、氯铂酸、氯铂酸盐和氯钯酸盐中的一种或多种；所述配体1为聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、十六烷基溴化铵、十六烷基氯化铵、柠檬酸盐或柠檬酸；所述配体2为聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、十二烷基苯磺酸钠或直链烷基苯磺酸钠；所述铜盐为氯化铜、醋酸铜、硝酸铜或硫酸铜；所述还原剂为抗坏血酸或水合肼。

3.如权利要求1所述的水相铜纳米晶的制备方法，其特征在于，所述常温条件为10～30℃。

4.如权利要求1所述的水相铜纳米晶的制备方法，其特征在于，所述硼氢化钠、晶种前驱体和配体1的摩尔比为6:（0.025～10）:（0.025～250）；所述配体2、铜盐和还原剂的摩尔比为（0.25～2.5）:（1.5～150）:100。

5.如权利要求1所述的水相铜纳米晶的制备方法，其特征在于，所述步骤二的反应时间不超过3分钟。

6.一种铜纳米晶，其特征在于，该铜纳米晶采用权利要求1至5任一权利要求所述的水相铜纳米晶的制备方法制备得到。

7.如权利要求6所述的铜纳米晶，其特征在于，该铜纳米晶是在常温条件下采用湿化学法在水相中快速合成；所述铜纳米晶单分散且其尺寸可调控。

8.一种权利要求7所述的铜纳米晶用作导电涂层或用作催化剂的应用；所述催化剂为二氧化碳电催化还原制备烃类燃料的催化剂。