[发明专利]一种制备Fe包覆Cu的纳米复相粉体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米金属复相粉体的制备，尤其涉及一种化学法制备Fe包覆Cu的纳米复相粉体，属于纳米材料的制备技术领域。 

背景技术

由于纳米材料所具有的表面积大，活性高，强大的催化性能等特点，还兼具有纳米金属粉体的导电性和导热性好，磁性等特点，使得纳米金属材料在声、光、电、磁、热等方面都有很大的开发和应用前景，引起了国内外很多材料研究者的兴趣，也取得了很大的发展。由于科技的日益进步与迅猛发展，社会的各行业对材料的应用需求也提出了更高的要求，由原来的单一化向多功能化方向发展，单一的纳米金属粉体的性能已不能满足应用中对其的要求，这就促进了研究者们近几年来对纳米复合金属粉体的研究的兴趣。制备不同的纳米复合金属粉体，实现不同金属的复合的功能，对于开发其相应用途有着重要的科学价值和实用意义，现已成为国内外新颖功能材料开发的热点。 

纳米金属复合粉末按复合方式可分为包覆式和混合式。混合式又分为均匀混合型和非均匀混合型。均匀混合型是指通过一种方法将两种粒子均匀的混合在一起的混合体，而非均匀混合型复合粒子内部，某种物质成分具有一定的分布梯度。包覆式复合粒子由中心粒子和包覆层组成，一种粒子包覆另一种粒子。 

纳米金属复合粉体合成的研究虽然取得了一定的进展，但这些制备方案都存在一定的不足，常用的合成方法主要有：液相还原法、机械合金法又称高能球磨法、脉冲激光法、水热还原法和微波等离子体法等，但是这些方法都存在如：不能有效的控制粒度的尺寸、粒子易团聚、热稳定性差、生产效率低、产量小等缺点。纳米复合金属应用范围广，价值大，而对于其制备的方法也缺少一个系统的理论来论述，因此，还有很大的发展的空间。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、反应快、制 备出分散均匀、包覆完全且颗粒小的Fe包覆Cu纳米复合粉末的制备方法。 

本发明的目的可以通过以下技术方案实现： 

一种制备Fe包覆Cu的纳米复相粉体的方法，其特征在于包括如下步骤： 

(1)将纳米Cu颗粒、水合肼加入到分散剂和乙二醇溶液的混合液中，充分搅拌，超声分散5-20min，配制成溶液A； 

(2)将三氯化铁加入到分散剂和乙二醇溶液的混合液中，充分搅拌，超声分散5-20min，配制成溶液B； 

(3)在搅拌和超声条件下，加热溶液A使温度达到50-70℃，将溶液B迅速倒入溶液A中进行化学反应，反应结束后将混合液在密闭条件下陈化； 

(4)对步骤(3)中陈化后的混合液进行离心分离，分离后的样品进行水洗，直至洗成中性； 

(5)对步骤(4)中洗涤至中性的样品进行超声分散，用丙酮洗涤，冷冻干燥，得到Fe包覆Cu的纳米复相粉体。 

本发明步骤(1)中所述纳米Cu颗粒的粒径为10-30nm；步骤(5)中冷冻干燥温度为零下10℃到零下30℃。 

本发明纳米Cu颗粒与三氯化铁的质量比为1-2:1-2。 

本发明步骤(1)和步骤(2)中分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。 

本发明步骤(1)和步骤(2)所述分散剂和乙二醇溶液的混合液中，分散剂的浓度为50-100g/L。 

本发明步骤(5)中用油酸的乙醇溶液进行超声分散。 

油酸对纳米Fe、Cu复合粉体有较好的分散作用，这是由于油酸在乙醇溶剂中带负电荷，有利于它与金属粉体表面相吸引而在颗粒表面形成一层膜，利用静电位阻效应把颗粒与颗粒排斥开。 

本发明的有益效果：本发明制备方法简单，反应迅速、Fe包覆Cu纳米复合粉末，包覆颗粒小。 

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。 

实施例1 

一种制备Fe包覆Cu的纳米复相粉体的方法，其特征在于包括如下步骤： 

(1)将0.64g的纳米Cu颗粒加入到聚乙烯吡咯烷酮和乙二醇的溶液，聚乙烯吡咯烷酮的浓度为50g/L，同时加入8ml的水合肼配制成溶液A，充分搅拌，超声分散10min； 

(2)将0.64g的FeCl₃·6H₂O加入到的聚乙烯吡咯烷酮和乙二醇的溶液，聚乙烯吡咯烷酮的浓度为50g/L，经过搅拌，超声分散5min，配制成溶液B； 

(3)在搅拌和超声条件下，将溶液A加热到60℃，将配制的溶液B迅速倒入溶液A中进行反应，30min后停止反应，然后在密闭条件下陈化24h；