專利名稱：一種固相化學反應制備納米金屬單質的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通過固相化學反應制備納米金屬單質的方法，屬于納米材料合成技術領域。
背景技術：
金屬單質納米材料由于具有特殊的電學、磁學、化學等性質而在電子、生物醫(yī)藥、催化等多個領域中有廣泛應用。目前，已經報道了多種方法用于納米金屬單質的制備。如中國專利CN 1442260A公開了一種采用雙注法，在保護劑和調節(jié)劑存在下，通過還原金屬鹽可制得多種金屬納米粉體的方法。中國專利CN 1757470A公開了一種金屬離子溶液在堿金屬氫氧化物、脂肪酸和有機極性溶劑混合體系中通過溶劑熱反應制備單分散金屬納米粒子的方法。中國專利CN 101279374A公開了一種以熔融的復合堿金屬氫氧化物為溶劑，以金屬鹽和鋅粉或鐵粉為原料制備金屬單質納米晶體材料的方法?？梢钥闯?，在應用這些方法來制備納米金屬單質時，需要采用有機溶劑或其它溶劑，反應對設備要求比較高，操作復雜，不利于工業(yè)放大生產。這些都限制了納米金屬單質在實際中的廣泛應用。鑒于此，為了實現(xiàn)對納米金屬單質的更加簡單的制備，從而有效地將其應用于各個領域中，有必要開發(fā)一種工藝簡單、操作方便、易于實現(xiàn)放大生產的制備方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的 在于提供一種制備納米金屬單質的方法。該方法通過使用廉價的原料，采用簡單的操作方法，經固相化學反應，一步法可以合成出多種納米金屬單質。本發(fā)明的技術方案如下:
一種固相化學反應制備納米金屬單質的方法，其包括以下步驟:將金屬鹽與還原劑按照摩爾比為0.f 10:1的比例混合；可加入表面活性劑，金屬鹽與表面活性劑的質量比為
0.f 10:1 ;進行研磨或球磨反應2(Γ60分鐘；產物分別用水、乙醇洗滌，在2(Tl20 °C下真空干燥0.5^24小時；干燥后的樣品在氮氣或氬氣氣氛中保存。本發(fā)明所述的金屬鹽鐵、鈷、鎳、銅、鋅、錫、猛、鎘、鉛、秘、金、銀、鈕、鉬、釕、錯、銥
等的醋酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽或氯化物。所述的還原劑為固體形式的還原劑，包括硼氫化鈉、硼氫化鉀、羥胺、鹽酸羥胺、次磷酸鈉、硫酸肼、檸檬酸鈉、草酸鈉、葡萄糖、抗壞血酸、檸檬酸、草酸、氨基酸等中的一種或多種。所述的表面活性劑劑為聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚苯乙烯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、乙二胺四乙酸等中的一種或多種。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:以固相化學反應為基礎，采用廉價易得的原料，通過簡單的研磨或球磨操作，一步法可制得包括鐵系金屬單質和貴金屬單質等在內的多種納米材料。制備方法簡單，產品產率高，易于實現(xiàn)大批量生產等特點都使本發(fā)明具有極為廣闊的應用前景。


圖1為本發(fā)明第一實施例制備的Fe納米粒子的粉末X射線衍射圖譜。圖2為本發(fā)明第一實施例制備的Fe納米粒子的透射電子顯微鏡照片。圖3為本發(fā)明第二實施例制備的Ni納米多面體的粉末X射線衍射圖譜。圖4為本發(fā)明第二實施例制備的Ni納米多面體的透射電子顯微鏡照片。圖5為本發(fā)明第三實施例制備的Sn納米線的粉末X射線衍射圖譜。圖6為本發(fā)明第三實施例制備的Sn納米線的透射電子顯微鏡照片。
具體實施例方式下面結合具體的實施例對本發(fā)明作進一步闡述。這些實施例應理解為僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護范圍。在閱讀了本發(fā)明記載的內容之后，基于本發(fā)明的原理對本發(fā)明所做出的各種改動或修改同樣落入本發(fā)明權利要求書所限定的范圍。實施例一:
取 3 mmol 的 FeCl2.4H20 (0.60 g)與 6 mmol 的 NaBH4 (0.23 g)，在室溫下進行研磨反應40分鐘，產物用水洗滌，在60 °(:真空干燥8小時，得到如圖1、圖2所示的粒徑約為20nm的Fe單質納米粒子。實施例二:
取 2 mmol 的 NiCl2.6Η20 (0.60 g)與 4 mmol 的 KBH4 (0.22 g)，再加入 I g 的聚乙二醇-400，在室溫下進行研磨反應40分鐘，產物用水、乙醇洗滌，在60 0C真空干燥8小時，得到如圖3、圖4所示的粒徑約為10 nm的Ni單質納米多面體。實施例三:
取 2 mmol 的 SnCl2.2H20 (0.60 g)與 4 mmol 的 NaBH4 (0.15 g)，在室溫下進行研磨反應40分鐘，產物用水洗滌，在60 0C真空干燥8小時，得到如圖3、圖4所示的直徑約為幾十納米，長度約為幾十微米的Sn單質納米線。
權利要求
1.一種固相化學反應制備納米金屬單質的方法，其包括以下步驟:將金屬鹽與還原劑混合，可加入表面活性劑，進行研磨或球磨反應，產物經洗滌、干燥后得到金屬單質納米結構。
2.按照權利要求1所述的一種固相化學反應制備納米金屬單質的方法，其特征在于:金屬鹽與還原劑的摩爾比為0.f 10:1 ;金屬鹽與表面活性劑的質量比為0.f 10:1 ;研磨或球磨反應的時間為20飛0分鐘；產物分別用水、乙醇洗滌，在2(Tl20 0C下真空干燥0.5^24小時；干燥后的樣品在氮氣或氬氣氣氛中保存。
3.按照權利要求1所述的一種固相化學反應制備納米金屬單質的方法，其特征在于:所使用的金屬鹽為鐵、鈷、鎳、銅、鋅、錫、錳、鎘、鉛、鉍、金、銀、鈀、鉬、釕、銠、銥等的醋酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽或氯化物。
4.按照權利要求1所述的一種固相化學反應制備納米金屬單質的方法，其特征在于:所使用的還原劑為固體形式的還原劑，包括硼氫化鈉、硼氫化鉀、羥胺、鹽酸羥胺、次磷酸鈉、檸檬酸鈉、草酸鈉、硫酸肼、葡萄糖、抗壞血酸、檸檬酸、草酸、氨基酸等中的一種或多種。
5.按照權利要求1所述的一種固相化學反應制備納米金屬單質的方法，其特征在于:所使用的表面活性劑為聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚苯乙烯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、 十六烷基磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、乙二胺四乙酸等中的一種或多種。
全文摘要
一種固相化學反應制備納米金屬單質的方法，其是通過金屬鹽與還原劑研磨或球磨發(fā)生固相化學反應，一步法制得納米金屬單質的。在反應過程中可加入表面活性劑來調節(jié)產物的尺寸和形貌。本發(fā)明所使用的原料廉價易得，反應操作簡單，耗時少，易于進行大批量生產。由本發(fā)明方法所制備的納米金屬單質可用作優(yōu)良的電子、催化、光學和電化學材料等，具有廣闊的應用前景。
文檔編號B22F9/20GK103170636SQ20131013337
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月17日 優(yōu)先權日2013年4月17日
發(fā)明者賈殿贈, 李怡招, 曹亞麗 申請人:新疆大學