專利名稱：用于生產(chǎn)金屬納米顆粒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)金屬納米顆粒的方法，更具體地涉及 一種用于生產(chǎn)金屬納米顆粒的方法，通過該方法利用金屬催化劑在 在水基中可以將單一金屬、金屬合金或金屬氧化物等的納米顆粒合 成到高濃度。
背景技術(shù)：
生產(chǎn)金屬納米顆粒的方法包纟舌4b學(xué)合成方法、 一幾;喊生產(chǎn)方法和 電生產(chǎn)方法。對于用機械力進行研磨的機械生產(chǎn)方法，雜質(zhì)的不可 避免的混入使得難于合成高純度的顆粒，并且不可能形成均勻的納 米級尺寸的顆粒。此外，基于電解的電生產(chǎn)方法具有長的生產(chǎn)時間 和低濃度以及因此的低效率的缺點?；瘜W(xué)合成法可以被主要分成汽 相法和液相法。利用等離子體或機械蒸發(fā)的汽相法需要昂貴的設(shè) 備，所以主要使用液相法，通過該方法可以以低成本合成均勻的顆粒。
通過液相法生產(chǎn)金屬納米顆粒的方法主要可分成水基法和非 水基法。
盡管非水基法允許獲得均勻的顆粒尺寸，但是顆粒尺寸只有幾 個納米，使得當(dāng)合成金屬納米顆粒如銅等時，為了防止氧化，需要 其他形式的表面處理，如抗氧化涂層。
另一方面，對于水基法，顆粒的分布相對4交大，但是由于顆粒 尺寸以幾十個納米為起點，所以與非水基法相比較，氧化速度是非 常慢的。因此，就不需要如在非水基法情形下的特殊抗氧化處理。
然而，對于水基法，難以以高濃度合成金屬納米顆粒。高濃度 合成在合成納米顆粒時是重要的，因為合成的納米顆粒的濃度越 高，每批得到的納米顆粒的數(shù)量就越大，這允許低成本和較少的廢 物，從而使得環(huán)境友好的過程和高效的大規(guī)^莫生產(chǎn)成為可能。
因此，有必要去研發(fā)出新的利用水基法將納米顆粒合成到高濃 度的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的 一 方面提供了 一種用來生產(chǎn)金屬納米顆粒的方法，通 過該方法，利用金屬催化劑在水基中可以將納米顆粒合成到高濃 度。
本發(fā)明的一個方面提供了一種用來生產(chǎn)金屬納米顆粒的方法，
其包括制備包含帽化分子(capping molecule )、金屬催化劑、還 原劑，和有機溶劑的混合溶液；將金屬前體加入到該混合溶液中并 升溫至預(yù)定溫度和攪拌；以及降低該混合溶液的溫度并生產(chǎn)納米顆粒。
這里，所述金屬前體可以是包含選自由由銅、銀、鎳、鐵、金、 鉑、釔、鋅、鈦及其合金組成的組中的任何一種的化合物。在一個
實施方式中，選自由Cu(N03)2、 CuCl2、 CuS04、 (CH3COO)2Cu和 C5H7Cu02組成的組的銅前體可以用作該金屬前體。按每100重量 份的有機溶劑計，該金屬前體的含量可以是0.001-50重量份。
該金屬催化劑可以是具有比納米顆粒的金屬的標(biāo)準(zhǔn)還原電位 低的金屬。例如，當(dāng)生產(chǎn)銅或氧化銅納米顆粒時，選自由鋅、鐵、 錫、鉛和鋁組成的組的金屬粉末可以用作金屬催化劑。按每100重 量4分的有才幾溶劑計，該金屬催化劑的含量為0.01-50重量份。
該帽化分子可以是選自由聚(乙烯基吡咯烷酮)(PVP)、聚乙 烯醇、多酸及其書f生物、巰基烷羧酸酯(或鹽)、以及羥苯甲酸組 成的組的一種或多種聚合物。這里，多酸包括選自由聚(丙烯酸)、 聚(馬來酸)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸-共-甲基丙烯酸)、 聚(馬來酸-共-丙烯酸)、以及聚(丙烯酰胺-共-丙烯酸)組成的組 的任意一種或多種，并且所述衍生物包括選自由所述多酸的鈉鹽、 鉀鹽和銨鹽組成的組的任意一種或多種。4姿每100重量4分的有4幾溶 劑計，該帽化分子的含量是10-80重量份。
該還原劑可以是選自由氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化鉀(KOH)、肼 (N2H4)、磷酸氫鈉、葡萄糖、抗壞血酸、單寧酸、二曱基曱酰胺、 硼氫化四丁銨、硼氫化鈉(NaBH4)、以及硼氫化鋰(LiBH4)組成的 組的任意一種或多種。按每100重量份的有機溶劑計，該還原劑的 含量為0.001-50重量^f分。
該有機溶劑可以是選自由水、乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘 醇、丙二醇、二丙二醇、甘油、己二醇、丁二醇、聚乙二醇、聚丙
二醇、1，2-戊二醇、1，2-己二醇及其混合物組成的組的任意一種或多種。
在根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于生產(chǎn)金屬納米顆粒的方 法中，該混合溶液的制備可以通過將該帽化分子加入到該有機溶劑
中，在70-100。C的溫度下攪拌，然后加入該金屬催化劑和還原劑并 攪拌來實施。
在才艮據(jù)本發(fā)明的實施方式的用于生產(chǎn)金屬納米顆粒的方法中， 金屬氧化物的納米顆?？梢酝ㄟ^在加入該金屬前體后，將混合溶液 的溫度升高到80-15(TC而生產(chǎn)?？商鎿Q地，單一金屬或金屬合金的 納米顆?？梢酝ㄟ^在加入該金屬前體后，將混合溶液的溫度升高到 155-180。C而生產(chǎn)。
降低該混合溶液的溫度的方法可以是將該混合溶液加入到0°C 或低于o。c的蒸餾水、乙二醇、醇基溶劑或它們的混合物中。
該納米顆粒的生產(chǎn)可以通過將非極性的溶劑力口入到該混合溶 液中以沉J定該納米顆4立而實施。例^口，丙酮可以用作該非4及性溶劑。
該納米顆粒的生產(chǎn)可以進一 步包4舌離心該混合溶液以/人該混 合溶液中分離納米顆粒。
才艮據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于生產(chǎn)金屬納米顆粒的方法， 可以進一 步包括用有4幾溶劑凈化所生產(chǎn)的納米顆粒以及干燥。該凈 化(純化)可以用蒸餾水和作為有機溶劑的非極性溶劑重復(fù)清洗納 米顆粒而進行，并且干燥可以在真空爐、電爐或干燥器中的任一種
中進行。這里，干燥可以在30-60。C溫度的氮氣或空氣中進行。
根據(jù)以下包括附圖和權(quán)利要求的描述，本發(fā)明的其它方面和優(yōu) 點將變得顯而易見和更易于理解，或者可以通過本發(fā)明的實施而獲 知。


圖l是表示根據(jù)本發(fā)明的一個方面的用于生產(chǎn)金屬納米顆粒的 方法的流程圖，
圖2是本發(fā)明的實施例1中生產(chǎn)的氧化銅納米顆粒的TEM照
片，
圖3是本發(fā)明的實施例3中生產(chǎn)的銅納米顆粒的TEM照片，
圖4示出了本發(fā)明的實施例1中生產(chǎn)的氧化銅納米顆粒的XRD 結(jié)果，
圖5示出了本發(fā)明的實施例3中生產(chǎn)的銅納米顆粒的XRD結(jié)
果，
圖6示出了本發(fā)明的實施例1中生產(chǎn)的氧化銅納米顆粒的 TGA-DTA結(jié)果，以及
圖7示出了本發(fā)明的實施例3中生產(chǎn)的銅納米顆粒的 TGA-DTA結(jié)果。
具體實施例方式
以下將更詳細地描述4艮據(jù)本發(fā)明的一些方面的用于生產(chǎn)金屬 納米顆#立的方法。
在傳統(tǒng)的金屬納米顆粒的情況下，合成是在約10^M的4氐濃度 范圍內(nèi)的水基中進行的。尤其是，與常用的貴金屬比較，銅納米顆 粒具有高的顆粒生長速度，以致當(dāng)合成到高濃度時很難控制顆粒的 尺寸。因此，在本發(fā)明的一些方面中，該金屬前體的金屬離子是利
用金屬催化劑有效地加以還原的，因而金屬納米顆?？梢员簧a(chǎn)到
為傳統(tǒng)合成方法的濃度10-100倍的高濃度，并且可保持穩(wěn)定分散狀
態(tài)的金屬納米顆粒以高的產(chǎn)率加以合成。
首先將描述用于本發(fā)明的具體實施方式
的金屬前體、金屬催化 劑、帽化分子、還原劑和有機溶劑。
用于本發(fā)明的 一 些方面的金屬前體是這樣的化合物，其包括金 屬如銅、銀、鎳、鐵、金、鉬、把、鋅和鈦等，或所述金屬的合金。 這樣的化合物的實例包括這些金屬或金屬合金的無機酸鹽如硝酸 鹽、》灰g臾鹽、氯^:物、》舞酸鹽、硼酸鹽、氧〗b物、^黃酸鹽和-克酸鹽 等，以及這些金屬或合金的有才幾酸鹽如石更脂酸鹽、肉豆蔻酸鹽和乙 酸鹽等。作為具體實例，當(dāng)生產(chǎn)銅納米顆?；蜓趸~納米顆粒時，
該金屬前體可以是但不局限于含銅的化合物，如Cu(N03)2、 CuCl2、 CuS04、 (CH3COO)2Cu和C5H7Cu02等。
以每100重量份的有機溶劑計，該金屬前體的含量可以是 0.001-50重量份。如果該金屬前體的含量低于0.001重量份，貝'J很 難形成所期望數(shù)量的納米顆粒，而如果該含量高于50重量份，則 所形成的納米顆粒的顆粒尺寸可能不均勻并且顆粒的生長速度可 能過高。
用于本發(fā)明的具體實施方式
中的金屬催化劑是根據(jù)所要合成 的納米顆粒的金屬種類而改變的，其中標(biāo)準(zhǔn)還原電位低于納米顆粒 的金屬的標(biāo)準(zhǔn)還原電位的任何金屬可以用作金屬催化劑。
例如，當(dāng)生產(chǎn)銅或氧化銅納米顆粒時，該金屬催化劑可以是選 自由鋅、鐵、錫、鉛和鋁組成的組的金屬粉末。由于銅的標(biāo)準(zhǔn)還原 電位為0.24 V,所以當(dāng)具有低標(biāo)準(zhǔn)還原電位的金屬，如鋅(-0.76V)、 鐵(-0.02V)、錫(-0.14V)、鉛(-0.16V)和鋁(-1.66V)等被用作
催化劑時，該催化劑在反應(yīng)過程中被氧化以有效地將+2電荷的銅離 子還原為+ 1電荷或0電荷的銅離子。這使得有可能合成水基納米顆 粒到高濃度。氧化的金屬催化劑通過氧化有機溶劑等的過程以及通 過從過剩的還原劑生成的電子再次^皮還原，乂人而充當(dāng)用于整個沖幾制 的催化劑。
更具體地，當(dāng)利用乙二醇(其主要用于水基納米顆粒的典型的 過程中)作為有機溶劑、和用葡萄糖與氫氧化鈉作為還原劑以及鋅 粉作為金屬催化劑來生產(chǎn)銅納米顆粒時，可以示出下列反應(yīng)式l的 合成機理。 KXHOiCH 謹> QiOD+hiO (1)
4fsbCH+CUSQ. 5hfe0— Nb2[CU(CH4] + Nb2SQ + 5hfe0 (2)
Nb2[CU(CH4l +2KI>iaiCH4 Nb2[ CU( OOiOfeC) 2] + 4hfe0 (3)
2[ Qi( OOfeCHQ 2] + 4htOQi20 + CHOOOOCH + 2Nb2( OTCHQ (4)
上述的反應(yīng)式1的最后步驟(4)示出了在控制反應(yīng)溫度后的 氧化銅納米顆粒的合成。同樣地，利用金屬催化劑的用于生產(chǎn)金屬 納米顆粒的方法允許以高產(chǎn)率來生產(chǎn)金屬納米顆粒，并且可以生產(chǎn) 才及好分散穩(wěn)定性的金屬納米顆粒，其即〗吏在3000 rpm或更大時離心 也不沉淀并且當(dāng)單獨留置時其在溶液中維持分散狀態(tài)超過二周。
在本發(fā)明的實施方式中，按每100重量份的有機溶劑計，該金 屬催化劑的含量可以是0.01-50重量份。如果該金屬催化劑的含量 低于O.Ol重量份，則所得到的納米顆粒的數(shù)量可能太少，而如果該 含量高于50重量份，則所形成的納米顆粒的顆粒尺寸可能不均勻。
在本發(fā)明的實施方式中，使用帽化分子以^更穩(wěn)定地生長金屬納 米顆粒至納米水平。這里，帽化分子指的是這樣的分子，其包繞金 屬顆粒以〗吏金屬顆粒可以在溶劑中以穩(wěn)定的方式生長并達到納米
合物。特別地，該帽化分子可以是選自由聚(乙烯基吡咯烷酮)
(PVP)、聚乙烯醇、多酸及其^f汙生物、巰基烷羧酸酯(或鹽)和羥
苯曱酸組成的組中的一種或多種聚合物。這里，多酸包括選自由聚 (丙烯酸)、聚(馬來酸)、聚(曱基丙烯酸曱酯)、聚(丙烯酸-共-曱基丙烯酸)、聚(馬來酸-共-丙烯酸)和聚(丙烯酰胺-共-丙烯酸) 組成的組中的任意一種或多種，并且所述4汙生物包括選自由所述多 酸的鈉鹽、鉀鹽和銨鹽組成的組中的任意一種或多種?？商鎿Q地， 巰基烷羧酸酯(或鹽)如巰基十一烷酸和巰基丙酸等或單個分子如 羥苯甲酸可以用作帽化分子。
按每IOO重量份的有機溶劑計，該帽化分子的含量可以為10-80 重量份。如果該帽化分子的含量是低于10重量份，那么金屬顆粒 可能不均勻地增大至大于納米尺寸并且納米顆粒的分散穩(wěn)定性降 低，而如果該含量高于50重量份，那么產(chǎn)率不再增加，導(dǎo)致高單 位成本。
用于本發(fā)明的一些實施方式的還原劑可以是選自由氫氧化鈉 (NaOH)、氫氧化鉀(KOH)、肼(N2H4)、磷酸氫鈉、葡萄糖、抗 壞血酸、單寧酸、二曱基曱酰胺、硼氬化四丁銨、硼氬化鈉(NaBH4) 和硼氬4匕4里(LiBH4)組成的ia中的一種或多種。
按每100重量份的有才幾溶劑計，該還原劑的含量可以為 0.001-50重量份。如果該還原劑的含量低于0.001重量份，則合成 產(chǎn)率可能降低，因為不是所有的金屬離子都被還原，而如果該含量 高于50重量份，則反應(yīng)可能是爆炸性的，就需要較大的反應(yīng)容器。
用于本發(fā)明的 一 些具體實施方式
中的有4幾溶劑可以是水或任 意的多元醇，如乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、丙二醇、二丙
二醇、甘油、己二醇、丁二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、1，2-戊二醇、 1 ，2-己二醇等。這些物質(zhì)可以單獨使用或作為二種或多種溶劑的混 合物使用。
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的 一 方面的用于生產(chǎn)金屬納米顆粒的方 法的流程圖。
參照圖1,首先制備一混合溶液，其包含帽化分子、金屬催化 劑、還原劑和有機溶劑(操作a)。
在一個實施方式中，該帽化分子可以根據(jù)上述的含量加入到該 有機溶劑中并在70-100。C的溫度下攪拌，之后加入金屬催化劑和還 原劑并攪拌，以制備該混合溶液。
在制備該混合溶液后，將該金屬前體材料加入到該混合溶液 中，溫度被升高到預(yù)定水平，并攪拌該混合溶液(操作b)。
在這個4乘作中，納米顆粒的氧化狀態(tài)可以通過調(diào)節(jié)溶液凈皮升至 的溫度而被確定。在本發(fā)明的一些實施方式中，當(dāng)合成金屬氧化物 的納米顆粒時，在加入該金屬前體之后，該混合溶液的溫度可升高 到80-15(TC。這是因為，當(dāng)利用水基溶劑如乙二醇等時，在溫度低 于80。C時幾乎沒有顆粒生成，而當(dāng)溫度高于150"C時，反應(yīng)速率變 得太快，使得難于調(diào)節(jié)金屬離子被還原的程度，從而難于形成金屬 氧4匕物的納米顆斗立。
同樣，當(dāng)合成單一金屬或金屬合金顆粒時，在加入金屬前體之 后，該混合〖容'液的溫度可以:帔升高到155-180°C。這是因為在^氐于
155'C時，反應(yīng)速率太慢，使得單一金屬或金屬合金顆粒不能被完 全還原，而如果溫度高于180°C,那么有機溶劑可能被蒸發(fā)。
在溫度如上所述被升高的情況下，攪拌混合溶液10分鐘至2 小時的持續(xù)時間。
隨著該混合溶液的反應(yīng)繼續(xù)進行，使得顆粒的核形成并且納米 顆粒生長，該混合溶液的溫度降〗氏并產(chǎn)生納米顆粒"喿作c)。
降低混合溶液的溫度的方法可以是將蒸餾水、乙二醇和醇基溶 劑或它們的混合物冷卻到0"C或更低，然后將該混合溶液加入到其 中。由此快速降低反應(yīng)溫度，就可以調(diào)節(jié)納米顆粒的尺寸。
納米顆#立的生產(chǎn)可以通過將過量的非4及性溶劑加入到混合溶 液中以沉淀該納米顆4立而進^于。作為特定實例，丙酮可以用作非招_ 性溶劑。在本發(fā)明的一實施方式中，在加入之前按每100重量份的 總?cè)芤河?，加入的非極性溶劑的量是200-300重量份。由于過量的 非極性溶劑加入到該混合溶液中，所以-故分散在該有才幾溶劑如乙二 醇等中的納米顆粒由于在濃度上的差別而被混入到非極性溶劑中 并沉積下來(settled )。
這樣沉淀的納米顆粒可以通過離心而/人混合溶液中分離出來。 離心可以以2000-4000 rpm進行1-10分鐘。
在根據(jù)本發(fā)明的一實施方式的用于生產(chǎn)金屬納米顆粒的方法 中，這樣生產(chǎn)的納米顆粒可以用有才幾試劑凈化(cleansed)和干燥， 以得到4分末形式的金屬納米顆粒。
凈化可以通過利用蒸餾水和作為有才幾溶劑的非才及性溶劑重復(fù) 凈化納米顆粒而進行，并且干燥可以在真空爐、電爐或千燥器的任
意一個中進行。這里，干燥可以在30-60。C的溫度的氮氣或空氣中進行。
下面將參照下列實施方式來描述本發(fā)明，但本發(fā)明的保護范圍 并不限于下面所述的具體實施方式
。
以下實施例1和2是生產(chǎn)氧化銅納米顆粒的實施例，而實施例 3和4是生產(chǎn)銅納米顆粒的實施例。
<實施例1〉
將500 g乙二醇和200 g PVP (其具有IO，OOO的分子量)置于 三頸1L圓底瓶中，并通過攪拌而均勻地溶解。這里，加入2g鋅(Zn) 粉和5g NaOH以及10g葡萄糖并攪拌。之后，加入40g五水石克酸銅， 并在ll(TC下攪拌該混合物30分鐘。反應(yīng)完全后，將反應(yīng)溶液倒入 到500g蒸餾水中以降^f氐溫度，并加入1L丙酮以沉淀氧化銅納米顆 粒。以4000 rpm離心該溶液5分鐘以從溶液中分離氧化銅納米顆粒， 在用蒸餾水和丙酮凈化三次后，在45。C的真空爐中干燥產(chǎn)物，以生 產(chǎn)砵分末形式的氧化銅納米顆粒(9g,產(chǎn)率為90%)。
<實施例2>
除了用錫(Sn)粉來代替鋅(Zn)粉作為金屬催化劑外，根據(jù) 與上述實施例1中所用的相同方法來生產(chǎn)氧化銅納米顆粒(8g,產(chǎn) 率為80%)。
<實施例3>
除了加入五水辟u酸銅并且隨后;容'液;故升溫到170°C并4覺4半外， 才艮據(jù)與實施例1所用的相同方法來生產(chǎn)銅納米顆粒(9 g，產(chǎn)率為 90% )。
<實施例4>
除了用錫(Sn)粉來代替鋅(Zn)粉作為金屬催化劑、以及加 入五水-克酸銅和然后溶液纟皮升溫到170。C并攪拌外，々艮據(jù)與實施例 1所用的相同方法來生產(chǎn)銅納米顆并立(8g，產(chǎn)率為80%)。
圖2是在上述實施例1中制得的氧化銅納米顆粒的TEM照片， 而圖3是在上述實施例3中制得的銅納米顆粒的TEM照片。如在 TEM照片中所看到的，才艮據(jù)本發(fā)明的實施例制得的氧化銅納米顆粒 和銅納米顆粒具有主要在20-30nm之間的顆粒尺寸，并以穩(wěn)定的狀 態(tài)被合成。
圖4示出了上述實施例1中制得的氧化銅納米顆粒的XRD結(jié) 果，而圖5示出了上述實施例3中制得的銅納米顆粒的XRD結(jié)果。
參見圖4可注意到，氧化銅納米顆粒具有面心立方結(jié)構(gòu)。在氧 化銅納米顆粒的情況下，衍射峰2 6出現(xiàn)在36.5Q、 42.3Q、 61.3G和 73.40，其可以通過標(biāo)"i己(111)、 (200)、 (220)和(311)來表示。 這個結(jié)果由能量衍射標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合委員會(JCPDS)的Card No.5-0667
所確i人。
參見圖5可注意到，銅納米顆并立也具有面心立方結(jié)構(gòu)。在銅納 米顆粒的情況下，衍射峰2 6出現(xiàn)在43.30、 50.10和74.10,其可以 通過標(biāo)記(111)、 (200)、 (220)來表示。這個結(jié)果由能量衍射標(biāo) 準(zhǔn)聯(lián)合委員會(JCPDS )的Card No.4-0836所確認。
圖6示出了上述實施例1中制得的氧化銅納米顆粒的 TGA-DTA結(jié)果。如在圖6中所示出的，從150。C至350。C有7%的 重量減少，這是由于PVP (即帽化分子)的熱分解。
圖7示出了上述實施例3中制得的銅納米顆粒的TGA-DTA結(jié) 果。從150。C發(fā)生的重量減少是由于PVP,也就是帽化分子的熱分 解，正如氧化銅納米顆粒的情況那樣。然而從200。C至45(TC出現(xiàn) 的質(zhì)量上的逐慚增加是因為銅納米顆粒發(fā)生相變而變化成氧化銅 納米顆粒，并且通過氧原子的量加入到晶體結(jié)構(gòu)中而增加了質(zhì)量。
利用如上所述的根據(jù)本發(fā)明一些方面的用于生產(chǎn)金屬納米顆 粒的方法，可以利用金屬催化劑可以將具有極好分散穩(wěn)定性的金屬 納米顆粒在水基中合成至高濃度。本發(fā)明的 一些方面允許用于工藝 設(shè)備的空間可以最小化、低的材料成本和較少廢物，以能夠環(huán)境友 好地和高效地大規(guī)模生產(chǎn)。
雖然本發(fā)明已經(jīng)參照具體實施方式
加以描述，^f旦是應(yīng)當(dāng)理解， 在不背離由所附權(quán)利要求及其等同物所限定的本發(fā)明的精神和范 圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以做出各種改變和修飾。
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)金屬納米顆粒的方法，所述方法包括制備包含帽化分子、金屬催化劑、還原劑、以及有機溶劑的混合溶液；將金屬前體加入到所述混合溶液中并升溫到預(yù)定溫度和攪拌；以及降低所述混合溶液的溫度并產(chǎn)生納米顆粒。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述金屬前體是包含選自由 #)、 4艮、4臬、4失、金、4白、4巴、《爭、4太及其合金纟且成的纟且中的 4壬何一種的化合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述金屬前體是選自由 Cu(N03)2、 CuCl2、 CuS04、 (CH3COO)2Cu和CsH7Cu02組成的 纟且的#]，#。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，按每100重量份的有機溶 劑計，所述金屬前體的含量為0.001-50重量份。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中具有低于所述納米顆粒的金 屬的標(biāo)準(zhǔn)還原電位的金屬^皮用作所述金屬催化劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中選自由鋅、鐵、錫、鉛和鋁 組成的組的金屬粉末被用作金屬催化劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，按每100重量份的有機溶 劑計，所述金屬催化劑的含量為0.01-50重量《分。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述帽化分子是選自由聚(乙烯基吡咯烷酮)(PVP)、聚乙烯醇、多酸及其衍生物、巰 基烷羧酸酯和羥苯曱酸組成的組中的任意一種或多種化合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述多酸包括選自由聚(丙 烯酸)、聚(馬來酸)、聚(曱基丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸-共-曱基丙烯酸)、聚(馬來酸-共-丙烯酸)和聚(丙烯酰胺-共-丙烯酸)組成的組中的任意一種或多種，并且所述4汙生物 包括選自由所述多酸的鈉鹽、鉀鹽和銨鹽組成的組中的4壬意一 種或多種。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，按每100重量份的有才幾溶 劑計，所述帽化分子的含量為10-80重量份。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述還原劑是選自由氫氧化 鈉(NaOH)、氫氧化鉀(KOH)、肼(N2H4)、石粦酸氫鈉、葡 萄糖、抗壞血酸、單寧酸、二甲基甲酰胺、硼氫化四丁銨、硼 氫化鈉(NaBH4)和硼氫化鋰(LiBH4)組成的組中的l壬意一 種或多種。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，按每100重量份的有機溶 劑計，所述還原劑的含量為0.001-50重量份。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述有沖幾溶劑是選自由水、 乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、丙二醇、二丙二醇、甘油、 己二醇、丁二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、1，2-戊二醇、1,2-己 二醇、及其混合物組成的組中的4壬意一種或多種。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述混合溶液的制備是通過 將所述帽化分子加入到所述有機溶劑中、在70-100。C的溫度 下攪拌、然后加入所述金屬催化劑和所述還原劑并攪拌而進4亍 的。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中金屬氧化物的納米顆粒是通 過在加入所述金屬前體后將所述混合溶液的溫度升高到 80-150。C來生產(chǎn)的。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中單一金屬或金屬合金的納米 顆粒是通過在加入所述金屬前體后將所述混合溶液的溫度升 高到155-180。C來生產(chǎn)的。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述混合溶液的溫度是通過 將所述混合溶液加入到0。C或更低溫度的蒸餾水、乙二醇、醇 基溶劑、或其混合物中來降低的。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述納米顆粒的生產(chǎn)是通過 將非極性溶劑加入到所述混合溶液中以沉淀所述納米顆粒來 進行的。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述非極性溶劑是丙酮。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述納米顆粒的生產(chǎn)進一步 包括離心所述混合溶液以從所述混合溶液分離出所述納米顆粒o
21. 根據(jù)片又利要求1所述的方法，進一步包括用有才幾溶劑凈化所述 生產(chǎn)的納米顆并立以及干燥。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述凈化是通過利用蒸餾水和非一及性溶劑作為所述有才幾溶劑重復(fù)凈4b所述納米顆沖立而進行的。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述干燥是在真空爐、電 爐或干燥器的任何 一種中進行的。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述干燥是在30-60'C的 溫度的氮氣或空氣中進行的。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法所生產(chǎn)的金屬納米顆粒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)金屬納米顆粒的方法，更具體地涉及用于生產(chǎn)金屬納米顆粒的方法，其包括制備包含帽化分子、金屬催化劑、還原劑和有機溶劑的混合溶液；將金屬前體加入到該混合溶液中并升溫至預(yù)定溫度和攪拌；以及降低該混合溶液的溫度并生產(chǎn)納米顆粒。本發(fā)明的實施方式允許利用金屬催化劑在水基中將諸如單一金屬、金屬合金或金屬氧化物的納米顆粒合成到高濃度。
文檔編號B22F9/24GK101100002SQ20071008882
公開日2008年1月9日 申請日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月6日
發(fā)明者沈仁根, 鄭在祐 申請人:三星電機株式會社