[发明专利]对钴纳米颗粒包覆铜或铜氧化物的方法

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及一种形成钴纳米颗粒，并且对其包覆铜或铜氧化物的方法。

相关技术的描述

钴已被广泛地用于工业纳米颗粒应用中，比如，催化剂、以及导磁和导电材料或绝缘材料。先前已知通过由金属盐还原，制备金属比如钴的纳米颗粒，比如在出版物WO 2007/144455，Forsman，J.；Tapper，U.；Auvinen，A.&Jokiniemi，J.(“通过氢还原生产钴和镍颗粒”J Nanoparticle Res.10(2008)，745-759页)ja Jang，H.D.；Hwang，D.W.；Kim，D.P.；Kim，H.C.；Lee，B.Y.&Jeong，I.B.(“以气相制备钴纳米颗粒(I)：二氯化钴还原的动力学”J Ind.Eng.Chem.9(2003)，407-411页)中描述的那样。

先前也已知铜和钴不能混合在一起。但是可以对钴例如以液相包覆铜(比如在出版物US 20060177660和Subramanian，Nachal Devi；Balaji，G.；Kumar，Challa S.S.R.；Spivey，James J.Catalysis Today(2009)，147(2)，100-106页中描述的那样)。通常在含有钴的纳米颗粒中存在其他金属，尤其是在催化剂中。尤其是已经通过球磨打浆机制备了钴和铜混合物的其他纳米颗粒(比如在出版物Angeles，J.；Velazquez，C.；Calderon，H.A.NSTI Nanotech 2007，纳米技术会议和交易展(Nanotechnology Conference and Trade Show)，Santa Clara，CA，UnitedStates.May 20 24(2007)，第4卷，273-276页中描述的那样)。同样已生产出铜氧化物的纳米颗粒(比如在出版物Ghodselahi，T.；Vesaghi，M.A.，Shafiekbani，A.；Baghizadelh，A.；Lanmeii，M.Applied Surface Science(2008)，255(5，Pt.2)，2730-2734页中描述的那样)。先前尚未通过金属氯化物的还原方法生产出包覆有另一种金属或金属氧化物的纳米颗粒。其中例如钴颗粒包覆铜的这样的材料还尚未投放市场。

本发明试图降低生产金属纳米颗粒以及对其进行包覆的成本，并且试图使所生产的颗粒以更均匀和纯净的形式存在。这样，例如可提高高频组件比如天线的磁导率，以使这类组件更有效地发挥作用，并且可相应地减小上述组件的尺寸。与这些常用的铁氧体颗粒相比较，使用铁磁性材料比如钴可大大增加所述组件的磁导率。任选地使用铜氧化物壳体作为覆层，就其本身而言则可显著增加颗粒的导电率。

本发明也可用于生产磁绝缘材料，通过这种材料可以使印刷在电路板上的天线结构以及绕组小型化。在移动设备中尤其越来越多地不断使用不同的天线，使得非常有必要减少它们的尺寸。

发明简述

本发明的一个目的为提供新型具有覆层的钴纳米颗粒，其适用于高频组件。

特别是，本发明的一个目的为提供一种新的、易于实现的、用于生产和包覆钴纳米颗粒的连续方法。

因此，本发明涉及一种形成钴纳米颗粒并使用铜和铜氧化物对钴纳米颗粒进行包覆的方法。

更具体地讲，本发明的方法的主要特征如权利要求1的特征描述部分所述。

本发明方法的用途的特征如权利要求10所述，并且通过该方法生产的钴纳米颗粒的特征如权利要求11所述。

原则上，本发明的方法是连续的，其中的方法条件是可优化的。由于方法条件一致以及起始原料廉价和纯净，生产成本保持较低并且所生产的材料比通过竞争性方法生产的材料更加均匀和纯净。

本发明最佳实施方案的详细描述

本发明涉及一种形成钴纳米颗粒并使用铜或铜氧化物对钴纳米颗粒进行包覆的方法，其中将铜盐混入到钴盐中，以使钴与铜的比例变为＞1∶1，并且进行氢还原，在进行氢还原的过程中形成纳米颗粒，同时对纳米颗粒开始包覆。

通过对金属盐的氢还原方法来生产钴纳米颗粒。申请公布WO2007/144455描述了适用于这个目的的方法。