[发明专利]一种低熔点高导电高导热金属纳米颗粒的制备方法

说明书

本发明公开了一种低熔点高导电高导热金属纳米颗粒的制备方法，该方法先配置一定比例成分的低熔点、高导电、高导热液态金属，一般由元素镓、铟、锌、锡、锑、铋组成，和表面活性剂溶液，将液态金属滴入烧杯中，同时按一定比例将倒入表面活性剂溶液，再将超声探头进入溶液中一定深度，打开超声破碎仪，设置好温度、时间、振幅等参数，经一定振荡时间后，取振荡后液体，离心清洗，可制备低熔点、高导电、高导热金属纳米颗粒，颗粒粒径分布从10纳米到1000纳米之间。此种低熔点、高导电、高导热金属纳米颗粒制备方法简便，在常温环境中能较长时间保持稳定的颗粒状态。本发明方法制备过程简单快速高效，成本较低且易于实现，可用于工业化生产。

技术领域

本发明属于液态金属领域，尤其涉及一种低熔点高导电高导热金属纳米颗粒的制备方法。

背景技术

目前，液态金属已广泛应用于电子、机械工程、能源等领域。近十年来，随着对低粘度、良好流动性、高导热/导电性和良好的生物相容性等物理化学性质的深入了解，镓和镓基低熔点(接近或低于生理温度)合金在生物、化学等相关领域的应用越来越受到重视。在生物领域，特别是在生物医学应用中，小型液滴是首选。因此，将液态金属分散成小颗粒是其在各领域拓展应用的一个极为重要的方向。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中颗粒分布较大分布和易聚集的不足，提供一种低熔点高导电高导热金属纳米颗粒的制备方法。本发明易于操作、成本可控，且易于用于工业化生产，得到的纳米颗粒分布集中在，保存时间长。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种低熔点高导电高导热金属纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：

(1)混合镓和其它金属得到混合物，加热直至全部融化且混合均匀，冷却至室温后得到液态金属样品；所述其它金属由铟、锌、锡、铋、锑中的一种或多种按任意比例混合组成；所述镓占混合物的原子百分比不小于60％；

(2)将活性剂溶质加入到极性溶剂中，得到活性剂溶液；所述活性剂溶液的浓度为1mM-6mM；

(3)取步骤(2)得到的活性剂溶液加入步骤(1)得到的液态金属样品；；所述活性剂溶液与液态金属样品的体积质量比为100ml:1g；

(4)对步骤(3)得到的混合溶液进行超声振荡2-12h，振幅为20％-90％，再用易挥发清洗剂离心清洗2-6次，转速为1000-10000r/min，时间为2-8min，得到金属纳米颗粒。

进一步地，所述步骤(1)中，所述液态金属样品为Ga_85.8In_14.2或Ga₇₆In₁₄Sn₁₀。

进一步地，所述步骤(2)中，所述活性剂溶质选自正十八烷基硫醇、正十二烷基硫醇、3-巯基-N-壬基丙酰胺；所述极性溶剂选自无水乙醇、丙酮；所述活性剂溶液的浓度为2mM。

进一步地，所述步骤(4)中，所述超声振荡的时间为6h，振幅为50％。

进一步地，所述步骤(4)中，所述离心清洗的次数为4次，转速为10000r/min，时间为5分钟；所述易挥发清洗剂选自无水乙醇、丙酮。

进一步地，所述金属纳米颗粒的粒径为10nm-1000nm。

本发明的有益效果是：本发明方法适用于镓基系列合金，制备所述低熔点、高导电、高导热金属纳米颗粒，以实现分散尺度的细化和保存，具有以下特点：

1、本发明通过低熔点液态金属所制备的金属纳米颗粒，在使用活性剂的条件下，在常温环境下能够较长时间保持稳定的颗粒状态。

2、本发明的纳米金属颗粒，其原样品制备、活性剂溶液制备以及制备工艺都很简便，成本较低，可用于工业化生产。