本發(fā)明涉及一種鎵及鎵銦合金納米棒的制備方法，屬于納米粒子的制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鎵元素具有熔點(diǎn)低，在室溫下易呈現(xiàn)液態(tài)的特點(diǎn)；鎵合金熔點(diǎn)比純鎵更低，它們可被統(tǒng)稱為鎵基液態(tài)金屬。近年來(lái)關(guān)于鎵及其合金的研究取得了很大進(jìn)展，鎵基液態(tài)金屬在納米科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域也得到一定的應(yīng)用。目前已經(jīng)能夠通過(guò)超聲場(chǎng)作用下的物理分散的方法制備粒徑分布較為均一的液態(tài)金屬納米球，也可以通過(guò)模板擠壓等方法制備液態(tài)金屬棒。但是模板擠壓法制備的液態(tài)金屬棒一般較大，難以達(dá)到納米尺度；并且為了確保制備的球或棒之間不互相融合，往往需要加入大量的穩(wěn)定劑，使得體系更加復(fù)雜，且不利于進(jìn)一步的后處理或表面改性。若能通過(guò)比較簡(jiǎn)單的方法，可控地大量制備鎵金屬納米棒，將有望在生物醫(yī)藥、3d打印、微型機(jī)械設(shè)備等領(lǐng)域獲得大量的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，即模板擠壓法制備的液態(tài)金屬棒一般較大，難以達(dá)到納米尺度；并且為了確保制備的球或棒之間不互相融合，往往需要加入大量的穩(wěn)定劑，使得體系更加復(fù)雜，且不利于進(jìn)一步的后處理或表面改性。進(jìn)而提供一種鎵及鎵銦合金納米棒的制備方法。

一種鎵及鎵銦合金納米棒的制備方法，由以下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟一、按照1g液態(tài)金屬對(duì)應(yīng)20mL分散介質(zhì)投料，分散介質(zhì)為乙醇與去離子水的混合液；

步驟二、使用探頭式超聲破碎儀進(jìn)行超聲破碎，超聲功率控制在600～800W，時(shí)間為2～4h，期間注意補(bǔ)充因超聲空化損失的分散劑；

步驟三、超聲結(jié)束后，將獲得的分散系靜置10～14h，使其充分老化；

步驟四、將老化后的分散系在1000*G下離心3min，取上清液，上清液中即包含制備的鎵基液態(tài)金屬納米棒，鎵基液態(tài)金屬納米棒的直徑為100～200nm，長(zhǎng)度為1～1.5μm。步驟一中，去離子水與乙醇的體積比為1:1～5。

本發(fā)明的方法其顯著優(yōu)勢(shì)在于制備步驟十分簡(jiǎn)單，不需要額外加入穩(wěn)定劑即可以保持良好的分散性，亦即不需要特地更換保存用的分散劑；由于無(wú)表面穩(wěn)定劑，方便了對(duì)納米棒的進(jìn)一步操作，如修飾、組裝、融合接枝等；獲得的液態(tài)金屬納米棒長(zhǎng)度達(dá)到微米級(jí)，直徑普遍分布在幾十納米到幾百納米范圍內(nèi)，完全符合納米材料的標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明充分利用物理破碎的方法，直接獲得鎵基液態(tài)金屬納米棒，純物理過(guò)程，無(wú)主要化學(xué)反應(yīng)，制備過(guò)程安全、高效、快速，且獲得的液態(tài)金屬納米棒方便作為基底或“積木”進(jìn)行進(jìn)一步的操作。

附圖說(shuō)明

圖1為制備的鎵基液態(tài)金屬納米棒樣品照片。

圖2為采用純鎵制備的液態(tài)金屬納米棒的掃描電鏡照片，標(biāo)尺1μm。

圖3為采用鎵銦合金制備的液態(tài)金屬納米棒的掃描電鏡照片，標(biāo)尺2μm。

圖4為采用純鎵制備的液態(tài)金屬納米棒的透射電鏡照片，標(biāo)尺1μm。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。

實(shí)施例1

本實(shí)例中采用的去離子水與乙醇的體積比為1：1，采用的液態(tài)金屬為純鎵，制備所用儀器為超聲破碎儀。

將純鎵與混合分散劑按照1g液態(tài)金屬對(duì)應(yīng)20mL分散介質(zhì)放入燒杯中，800W功率下超聲破碎4h，超聲結(jié)束后，靜置12h，1000*G離心3min，取上清液保存。

制備的納米棒長(zhǎng)度1～1.5μm，直徑約200nm。

實(shí)施例2

本實(shí)例中采用的去離子水與乙醇的體積比為1：3，采用的液態(tài)金屬為鎵銦合金，制備所用儀器為超聲破碎儀。

將純鎵銦合金與混合分散劑按照1g液態(tài)金屬對(duì)應(yīng)20mL分散介質(zhì)放入燒杯中，600W功率下超聲破碎3h，超聲結(jié)束后，靜置12h，1000*G離心3min，取上清液保存。

制備的納米棒長(zhǎng)度0.9～1.2μm，直徑約120nm。

實(shí)施例3

本實(shí)例中采用的去離子水與乙醇的體積比為1：5，采用的液態(tài)金屬為鎵銦合金，制備所用儀器為超聲破碎儀。

將純鎵銦合金與混合分散劑按照1g液態(tài)金屬對(duì)應(yīng)20mL分散介質(zhì)放入燒杯中，700W功率下超聲破碎2h，超聲結(jié)束后，靜置12h，1000*G離心3min，取上清液保存。

制備的納米棒長(zhǎng)度1～1.2μm，直徑約100nm。

本發(fā)明鎵基液態(tài)金屬納米棒結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)方法和結(jié)果。

使用掃描電子顯微鏡(FEI Quanta 200F,USA)和透射電子顯微鏡(Hitachi H-7650,Japan)表征鎵基液態(tài)金屬納米棒的形貌，觀察發(fā)現(xiàn)，制備的納米棒普遍呈圓柱形，掃描電鏡二次電子模式下能觀察到側(cè)面的曲面形貌，單根納米棒的各部分直徑基本一致；納米棒的長(zhǎng)度為1～1.5μm，直徑為60～200nm。

結(jié)果表明，本發(fā)明的方法簡(jiǎn)單，可操作性好，重復(fù)度高，方便大量合成鎵基液態(tài)金屬納米棒，具有廣闊的應(yīng)用前景。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，這些具體實(shí)施方式都是基于本發(fā)明整體構(gòu)思下的不同實(shí)現(xiàn)方式，而且本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。