專利名稱：核－殼結(jié)構(gòu)納米金銅粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及核-殼結(jié)構(gòu)納米金銅粉的制備方法。
背景技術(shù)：
納米材料科學(xué)的發(fā)展不僅制備出了大量單質(zhì)納米材料，也制備出了很多納米復(fù)合材料，其中包括用常規(guī)方法難于獲得的材料。同時(shí)，納米材料的應(yīng)用也受到高度的重視，開發(fā)了納米材料新的應(yīng)用領(lǐng)域。具有核-殼結(jié)構(gòu)的納米材料也是人們研究的重點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種核-殼結(jié)構(gòu)納米金銅粉的制備方法。
本發(fā)明的核-殼結(jié)構(gòu)納米金銅粉的制備方法，包括以下步驟1)在蒸餾水中加入氯金酸，配制成濃度為0.001～0.01mol/L的氯金酸水溶液，待氯金酸溶解后加入聚乙烯吡咯烷酮和十二烷基硫酸鈉，氯金酸、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基硫酸鈉的質(zhì)量比為0.01～5.0∶0.02～10.0∶0.0001～5.0；2)將步驟1)得到的溶液加熱到30～70℃，在攪拌中加入濃度為0.01～5.0％的水合肼水溶液，當(dāng)pH值達(dá)到6.5～7.5時(shí)，停止加入水合肼水溶液，繼續(xù)攪拌20～30分鐘，得到納米金溶液；3)在蒸餾水中加入銅鹽，配制成濃度為0.001～0.01mol/L的銅鹽水溶液，待銅鹽溶解后緩慢加入質(zhì)量濃度為0.5～5.0％的氨水，開始加入氨水時(shí)溶液變渾濁，隨氨水的加入而逐漸變清澈，當(dāng)溶液完全變清澈后停止加入氨水；4)在步驟3)得到的溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮和十二烷基硫酸鈉，銅鹽、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基硫酸鈉的質(zhì)量比為0.01～5.0∶0.02～10.0∶0.001～5.0，將混合溶液加熱到50～80℃；5)將步驟2)的納米金溶液加熱到50～80℃，在攪拌中將步驟4)得到的溶液加到納米金溶液中，所得混合液中金、銅的摩爾比為1∶1～1∶10，用水合肼調(diào)節(jié)pH值至8.5～9.5，繼續(xù)攪拌20～60分鐘，得到具有核-殼結(jié)構(gòu)納米金銅懸浮液；6)將步驟5)得到的懸浮液在氮?dú)饣驓鍤鈿夥障逻M(jìn)行離心分離，用蒸餾水和乙醇清洗；7)將清洗后的納米金銅粉于40～80℃下真空干燥，即可。
上述的銅鹽可以是硫酸銅或硝酸銅。
由于金鹽還原后形成納米粒子，金粒子小，優(yōu)先成為銅還原的成核位置，從而形成核-殼結(jié)構(gòu)納米金銅粉。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，納米金核的粒度小，為5至15nm，銅殼的厚度可調(diào)；在保護(hù)氣氛下分離、清洗和干燥，納米銅不易發(fā)生氧化。


圖1是實(shí)施例1制備的納米金銅粉的EDS譜；圖2是實(shí)施例2制備的納米金銅粉的X射線衍射圖；圖3是實(shí)施例2制備的納米金銅粉的EDS譜；圖4是實(shí)施例3制備的納米金銅粉的X射線衍射圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例11)在蒸餾水中加入氯金酸(HAuCl4·4H2O)，配制成濃度為0.00125mol/L的氯金酸水溶液50ml，待氯金酸溶解后加入聚乙烯吡咯烷酮2g、十二烷基硫酸鈉0.14g；2)將步驟1)的溶液加熱到70℃，在攪拌中加入濃度為2.5％的水合肼水溶液，當(dāng)pH值達(dá)到7時(shí)，停止加入水合肼水溶液，繼續(xù)攪拌20～30分鐘，得到納米金溶液；3)在蒸餾水中加入硝酸銅，配制濃度為0.00125mol/L的硝酸銅水溶液50ml，待硝酸銅溶解后緩慢加入質(zhì)量濃度為2.5％的氨水，當(dāng)溶液完全變清澈后停止加入氨水；4)在步驟3)得到的溶液中加入1g聚乙烯吡咯烷酮、0.01g十二烷基硫酸鈉，將混合溶液加熱到50℃；5)將步驟2)的納米金溶液加熱到50℃，在攪拌中將步驟4)得到的溶液加入到步驟2)得到的納米金溶液中，所得混合液中金、銅的摩爾比為1∶10，用水合肼調(diào)節(jié)pH值，使pH值保持在9，加入結(jié)束后繼續(xù)攪拌30分鐘，得到具有核-殼結(jié)構(gòu)納米金銅懸浮液；6)將步驟5)得到的懸浮液在氬氣氣氛下進(jìn)行離心分離，先用蒸餾水、后用乙醇清洗3次；7)清洗后的納米金銅粉放入真空干燥箱內(nèi)，在70℃下干燥，得到核-殼結(jié)構(gòu)納米金銅粉。
圖1是該實(shí)施例制備的納米金銅粉的EDS譜，銅、金的原子百分比為55.4∶45.6，考慮到金銅的核-殼結(jié)構(gòu)，銅、金的實(shí)際比例小于原料的1∶1，表明銅未全部還原。
實(shí)施例21)在蒸餾水中加入氯金酸(HAuCl4·4H2O)，配制濃度為0.00125mol/L的氯金酸水溶液50ml，待氯金酸溶解后加入聚乙烯吡咯烷酮2g、十二烷基硫酸鈉0.14g；2)將步驟1)的溶液加熱到70℃，在攪拌中加入濃度為2.5％的水合肼水溶液，當(dāng)pH值達(dá)到7時(shí)，停止加入水合肼水溶液，繼續(xù)攪拌30分鐘，得到納米金溶液；3)在蒸餾水中加入硝酸銅，配制濃度為0.00125mol/L的硝酸銅水溶液50ml，待硝酸銅溶解后緩慢加入質(zhì)量濃度為2.5％的氨水，當(dāng)溶液完全變清澈后停止加入氨水；4)在步驟3)得到的溶液中加入1g聚乙烯吡咯烷酮、0.01g十二烷基硫酸鈉，將混合溶液加熱到55℃；5)將步驟2)的納米金溶液加熱到55℃，在攪拌中將步驟4)得到的溶液加入到步驟2)得到的溶液中，所得混合液中金、銅的摩爾比為1∶10，用水合肼調(diào)節(jié)pH值，使pH值保持在9，加入結(jié)束后繼續(xù)攪拌60分鐘，得到具有核-殼結(jié)構(gòu)納米金銅懸浮液；6)將步驟5)得到的懸浮液在氬氣氣氛下進(jìn)行離心分離，先用蒸餾水、后用乙醇清洗3次；7)清洗后的納米金銅粉放入真空干燥箱內(nèi)，在70℃下干燥，得到核-殼結(jié)構(gòu)納米金銅粉；圖2是該實(shí)施例制備的納米金銅粉的X射線衍射圖，金、銅的衍射峰已在圖中標(biāo)出，金的粒度為12nm，銅的粒度為55nm；圖3是該實(shí)施例制備的納米金銅粉的EDS譜，銅、金的原子百分比為65.1∶34.9，考慮到金銅的核-殼結(jié)構(gòu)，銅、金的實(shí)際比例與原料的1∶1配比相當(dāng)。
實(shí)施例31)在蒸餾水中加入氯金酸(HAuCl4·4H2O)，配制成濃度為0.0025mol/L的氯金酸水溶液50ml，待氯金酸溶解后加入聚乙烯吡咯烷酮1g、十二烷基硫酸鈉0.14g；2)將步驟1)的溶液加熱到70℃，在攪拌中加入濃度為0.5％的水合肼水溶液，當(dāng)pH值達(dá)到7時(shí)，停止加入水合肼水溶液，繼續(xù)攪拌20～30分鐘，得到納米金溶液；
3)在蒸餾水中加入硫酸銅，配制成濃度為0.005mol/L的硫酸銅水溶液50ml，待硫酸銅溶解后緩慢加入質(zhì)量濃度為2.5％的氨水，當(dāng)溶液完全變清澈后停止加入氨水；4)在步驟3)得到的溶液中加入1g聚乙烯吡咯烷酮、0.5g十二烷基硫酸鈉；5)同時(shí)將步驟2)、4)得到的溶液加熱到70℃，將步驟4)得到的溶液在攪拌中加入到步驟2)得到的溶液中，混合液中金、銅的摩爾比為1∶2，用水合肼調(diào)節(jié)pH值，使pH值保持在9，加入結(jié)束后繼續(xù)攪拌60分鐘，得到具有核-殼結(jié)構(gòu)納米金銅懸浮液；6)將步驟5)得到的懸浮液在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行離心分離，先用蒸餾水、后用乙醇清洗3次；7)將清洗后的納米金銅粉放入真空干燥箱內(nèi)，在70℃下干燥，得到金/銅原子百分比為1∶2的核-殼結(jié)構(gòu)納米金銅粉。
圖4是該實(shí)施例制備的納米金銅粉的X射線衍射圖，金、銅的衍射峰已在圖中標(biāo)出，金的粒度為14nm，銅的粒度為35nm。
實(shí)施例41)在蒸餾水中加入氯金酸(HAuCl4·4H2O)，配制成濃度為0.0025mol/L的氯金酸水溶液50ml，待氯金酸溶解后加入聚乙烯吡咯烷酮1g、十二烷基硫酸鈉0.14g；2)將步驟1)的溶液加熱到70℃，在攪拌中加入濃度為0.5％的水合肼水溶液，當(dāng)pH值達(dá)到7時(shí)，停止加入水合肼水溶液，繼續(xù)攪拌30分鐘，得到納米金溶液；3)在蒸餾水中加入硝酸銅，配制成濃度為0.0075mol/L的硝酸銅水溶液50ml，待硝酸銅溶解后緩慢加入質(zhì)量濃度為2.5％的氨水，當(dāng)溶液完全變清澈后停止加入氨水；4)將步驟3)得到的溶液中加入1g聚乙烯吡咯烷酮、0.5g十二烷基硫酸鈉；5)同時(shí)將步驟2)、4)得到的溶液加熱到70℃，將步驟4)得到的溶液在攪拌中加入到步驟2)得到的溶液中，混合液中金、銅的摩爾比為1∶3，用水合肼調(diào)節(jié)pH值，使pH值保持在9，加入結(jié)束后繼續(xù)攪拌60分鐘，得到具有核-殼結(jié)構(gòu)納米金銅懸浮液；6)將步驟5)得到的懸浮液在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行離心分離，先用蒸餾水、后用乙醇清洗3次；7)將清洗后的納米金銅粉放入真空干燥箱內(nèi)，在70℃下干燥，得到金/銅原子百分比為1∶3的核-殼結(jié)構(gòu)納米金銅粉。
權(quán)利要求
1.核-殼結(jié)構(gòu)納米金銅粉的制備方法，其特征是包括以下步驟1)在蒸餾水中加入氯金酸，配制成濃度為0.001～0.01mol/L的氯金酸水溶液，待氯金酸溶解后加入聚乙烯吡咯烷酮和十二烷基硫酸鈉，氯金酸、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基硫酸鈉的質(zhì)量比為0.01～5.0∶0.02～10.0∶0.0001～5.0；2)將步驟1)得到的溶液加熱到30～70℃，在攪拌中加入濃度為0.01～5.0％的水合肼水溶液，當(dāng)pH值達(dá)到6.5～7.5時(shí)，停止加入水合肼水溶液，繼續(xù)攪拌20～30分鐘，得到納米金溶液；3)在蒸餾水中加入銅鹽，配制成濃度為0.001～0.01mol/L的銅鹽水溶液，待銅鹽溶解后緩慢加入質(zhì)量濃度為0.5～5.0％的氨水，開始加入氨水時(shí)溶液變渾濁，隨氨水的加入而逐漸變清澈，當(dāng)溶液完全變清澈后停止加入氨水；4)在步驟3)得到的溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮和十二烷基硫酸鈉，銅鹽、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基硫酸鈉的質(zhì)量比為0.01～5.0∶0.02～10.0∶0.001～5.0，將混合溶液加熱到50～80℃；5)將步驟2)的納米金溶液加熱到50～80℃，在攪拌中將步驟4)得到的溶液加到納米金溶液中，所得混合液中金、銅的摩爾比為1∶1～1∶10，用水合肼調(diào)節(jié)pH值至8.5～9.5，繼續(xù)攪拌20～60分鐘，得到具有核-殼結(jié)構(gòu)納米金銅懸浮液；6)將步驟5)得到的懸浮液在氮?dú)饣驓鍤鈿夥障逻M(jìn)行離心分離，用蒸餾水和乙醇清洗；7)將清洗后的納米金銅粉于40～80℃下真空干燥，即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核-殼結(jié)構(gòu)納米金銅粉的制備方法，其特征是銅鹽是硫酸銅或硝酸銅。
全文摘要
本發(fā)明涉及核－殼結(jié)構(gòu)納米金銅粉的制備方法，其步驟如下1)用蒸餾水配制氯金酸水溶液，加入聚乙烯吡咯烷酮和十二烷基硫酸鈉；2)在上步得到的溶液中加入水合肼水溶液，調(diào)節(jié)pH至6.5～7.5，停止加入水合肼水溶液，得到納米金溶液；3)用蒸餾水配制銅鹽水溶液，加入氨水至溶液完全變清澈；4)在步驟3)得到的溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮和十二烷基硫酸鈉；5)同時(shí)加熱步驟2)、4)得到的溶液至50～80℃，攪拌中將步驟4)的溶液加到步驟2)的溶液中，攪拌，調(diào)節(jié)pH至8.5～9.5，得到具有核－殼結(jié)構(gòu)納米金銅懸浮液；6)在氮?dú)饣驓鍤鈿夥障拢x心分離懸浮液，用蒸餾水和乙醇清洗；于40～80℃下真空干燥，即可。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，銅殼的厚度可調(diào)，納米金核的粒度小。
文檔編號(hào)B22F9/16GK1686649SQ20051004966
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月26日
發(fā)明者黃德歡, 李宗全, 呂春菊 申請(qǐng)人:黃德歡