[发明专利]金属纳米材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种金属纳米材料的制备方法，包括：将金属源和保护剂溶解于溶剂中，得到第一溶液；向所述第一溶液中加入还原剂，在功率为10‑500W的超声条件下反应1‑60min，使所述金属源还原成金属纳米材料，得到含金属纳米材料的反应液；将所述反应液进行离心处理，收集沉淀，所述沉积即为金属纳米材料。该制备方法简单易操作，无需昂贵设备，即可实现批量生产形貌均一的金属纳米材料。

技术领域

本发明涉及金属纳米材料制备技术领域，特别是涉及一种金属纳米材料及其制备方法。

背景技术

金属纳米材料是指三维空间中至少有一维处于纳米尺度或由它们作为基本单元构成的金属材料。金属纳米材料具有的独特物理化学性质使其在电学、催化、光学、磁学和生物医学等诸多领域表现出与传统的宏观材料截然不同的应用特性。例如，金、银等微纳米材料在用于表面增强拉曼散射的基底时可提高拉曼检测的灵敏度，纳米银或铜材料可用于杀死微生物菌体等。

如何制备出性能良好的金属纳米材料是大家一直研究的热点，现有技术中通常采用以下3种方法来制备金属纳米材料：物理法(包括机械研磨、离子溅射等)；化学法(包括化学还原法，电化学法和光化学法等)和生物法(以生物材料DNA、蛋白质等为模板来合成)。物理法的优点是制备出的纳米材料质量高、含杂质少，但缺点是对设备要求较高，制备效率较低。而常用的化学法和生物法的制备步骤较繁琐、不便于大规模生产。因此，有必要提供一种简单、高效、快捷的金属纳米材料的制备方法。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种金属纳米材料及其制备方法，该制备方法先将金属源、保护剂与溶剂充分混合，接着在还原剂存在和超声波的空化作用的协同作用下促进还原剂将金属源变成金属原子，并在保护剂的保护及调节作用下形成一定形貌的金属纳米材料，获得了分散性好、尺寸均一的金属纳米材料。该方法的工艺简单易操作，可实现批量生产金属纳米材料。

第一方面，本发明提供了一种金属纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

将金属源和保护剂溶解于溶剂中，得到第一溶液；

向所述第一溶液中加入还原剂，在超声功率为10-500W的超声条件下反应1-60min，使所述金属源还原成金属纳米材料，得到含金属纳米材料的反应液；

将所述反应液进行离心处理，收集沉淀，所述沉积即为金属纳米材料。

可选地，所述金属源包括所述金属纳米材料对应的金属元素的氧化物、氢氧化物、氮化物、硫化物、卤化物、硝酸盐、碳酸盐、醋酸盐、草酸盐、硫酸盐和磷酸盐中的一种或多种。

进一步地，所述金属元素包括铂、铱、金、银、铝、镁、钯、铑、钌、钛、锇、铼、铜、镍、钴、铁、铟、锡、锌和钕中的一种或多种。这些金属元素对应的金属单质最好是不与水反应。

在本发明一些实施方式中，所述金属元素为金、银、铜、铂或钯。

本发明中，所述金属纳米材料中的金属元素对应所述金属源中的金属元素。

可选地，所述金属源与所述保护剂的摩尔比为1：(0.01-5)，进一步可选为1：(0.1-5)。

可选地，所述金属源与所述还原剂的摩尔比为1：(0.5-20)。进一步可选为1：(1-20)。

本发明中，优选地，所述金属源中的金属元素与所述金属源的摩尔比为1:1。