[发明专利]制备金属纳米颗粒的方法

说明书

本发明公开了一种制备金属纳米颗粒的方法，属于金属纳米材料技术领域，具体涉及一种基于金属纳米粒子的物理制备方法，将聚四氟乙烯分散液涂覆于玻璃基板表面后干燥，得到聚四氟乙烯涂层的玻璃基板；然后，将基板放入手套箱真空蒸镀器中，将金属丝高温蒸发至聚四氟乙烯涂层玻璃基板上，继而生长形成金属纳米颗粒。当制备不同金属纳米颗粒时，通过控制金属纳米颗粒生长层厚度来实现各金属的金属纳米粒子粒径。本发明方法操作简洁，制备工艺原理简单，减少一系列化学反应合成以及提纯，节能，环保，安全。

技术领域

本发明主要属于金属纳米材料技术领域，具体涉及一种基于金属纳米粒子的物理制备方法。

背景技术

金属纳米粒子材料，以其奇异的物理和化学性能，使得它在冶金工业，先进陶瓷，电子电器，生物工程，农业，光电一体化，化学工业，医学，分子组装，环境保护，能源，国防等领域具有广阔应用前景，如高效的催化触媒材料，含能材料，防腐蚀材料，润滑油添加剂材料和医疗卫生杀菌材料等。因而有关研究越来越受到关注。

目前制备金属纳米粒子一般有物理方法，化学方法两种。化学法是通过适当的化学反应，从分子，原子，离子出发进行制备纳米粒子。而化学沉淀法是迄今为止制备金属纳米粒子最为广泛的方法，它是在金属盐的水溶液中控制适当的条件使沉淀剂与金属离子反应，产生金属粒子沉淀，之后进行离心分离，干燥得到金属纳米粒子。它的缺点是化学反应复杂，仍停留在实验室阶段，且成本较高能耗大。物理方法是制备金属纳米粒子的经典方法，其中机械粉碎法和蒸发凝聚法是常用方法，第一种是指在粉碎力的作用下，固体料块或粒子发生变形而产生更微细的颗粒。它的缺点是制备工艺简陋，纯度较低以及粒径难以控制等。第二种是在高真空条件下，将金属原料独立地进行等离子体蒸发，激光束加热蒸发，太阳炉加热蒸发等，使之成为原子或分子，再凝聚生成纳米粒子附着在内壁上，然后将其收集。它的缺点是收集比较困难，设备成本高，生产率低等。

因此，急需一种制备方法简单，制备过程环保安全且成本低廉的新型制备金属纳米颗粒的物理方法。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种制备金属纳米颗粒的方法，能对各金属纳米粒子进行物理制备，针对已报道的有关制备金属粒子研究中，反应过程需要进行化学反应合成以及提纯的缺点，该物理制备方法操作简单，成本低廉，安全系数高的优点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种制备金属纳米颗粒的方法，包括以下步骤：

(1)采用玻璃基板为衬底；所述玻璃基板的长度不小于3.1cm，宽度不小于2.6cm，厚度不低于0.2cm；

(2)采用聚四氟乙烯(PTFE)分散液；

(3)将在所述步骤(2)中的聚四氟乙烯分散液涂覆在所述步骤(1)玻璃基板表面后，进行干燥，得到聚四氟乙烯涂层的玻璃基板；

(4)将在所述步骤(3)中得到的涂膜后的基板放入手套箱真空蒸镀器中，将金属丝高温蒸发至聚四氟乙烯涂层玻璃基板上，继而形成金属纳米粒子生长层；

(5)将在所述步骤(4)中形成的附着金属纳米颗粒的基板放入溶剂中进行超声处理，使金属纳米粒子从基板表面脱离并分散至溶液中，得到含有金属纳米颗粒的分散液；

(6)将含有金属纳米颗粒的分散液进行离心，得金属纳米粒子分散液，干燥后得到金属纳米粒子粉末。

优选地，在所述步骤(2)中，聚四氟乙烯分散液所用溶剂为去离子水，聚四氟乙烯分散液中的聚四氟乙烯质量分数为60％。

优选地，在所述步骤(3)中，涂覆采用旋涂或喷涂方法。

优选地，在所述步骤(3)中，聚四氟乙烯涂层厚度不低于0.5mm。

优选地，在所述步骤(4)中，金属丝采用金、银、铝、锌、铜和钛中至少一种金属材料制成。