[发明专利]一种导电纳米材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种导电纳米材料的制备方法，将锌粉、锰粉和二氧化硅粉混合均匀；随后加入石墨，在转速250‑350r/min的条件下球磨3‑8h，得混合料A；将混合料A放入管式炉中，在氮气存在下，以2‑5℃/min的升温速率升温至350℃，保温反应5‑10min；随后以速率3‑7℃/min升温至700℃，保温反应20‑40min；待冷却后得混合料B；将混合料B中加入异丙醇、水杨酸钠和乙二胺四乙酸，在温度50‑70℃，以速率250‑350r/min搅拌混合反应20‑40min，随后以速率550‑650r/min搅拌反应10‑20min；反应结束后，用蒸馏水洗涤反应产物，过滤、烘干后，即得到导电类纳米材料。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，特别涉及一种导电纳米材料的制备方法。

背景技术

纳米科技(英文:Nanotechnology)是一门应用科学，其目的在于研究于纳米尺寸时，物质和设备的设计方法、组成、特性以及应用。纳米科技是许多如生物、物理、化学等科学领域在技术上的次级分类，美国的国家纳米科技启动计划(National NanotechnologyInitiative)将其定义为1至100纳米尺寸间的物体，其中能有重大应用的独特现象的了解与操纵。纳米科学技术是近代崛起并迅速发展起来的新兴科技，纳米材料在精细陶瓷、医学、能源、环境、传感器、机械、冶金、电子、航空航天等领域中有着非常广泛的应用。如把自由运动的电子囚禁在一个小的纳米颗粒内，或者在一根非常细的短金属线内，线的宽度只有几个纳米，就会发生十分奇妙的事情。由于颗粒内的电子运动受到限制，原来可以在费米动量以下连续具有任意动量的电子状态，变成只能具有某一动量值，也就是电子动量或能量被量子化了。自由电子能量量子化的最直接结果表现为，在金属颗粒的两端加上电压，当电压合适时，金属颗粒导电；而电压不合适时，金属颗粒不导电。这样一来，原来在宏观世界内奉为经典的欧姆定律在纳米世界就不再成立了。还有一种奇怪的现象，当金属纳米颗粒从外电路得到一个额外的电子时，金属颗粒具有了负电性，它的库仑力足以排斥下一个电子从外电路进入金属颗粒内，这就切断了电流的连续性，这使人们联想到是否可以发明用一个电子来控制的电子器件，所谓单电子器件。单电子器件的尺寸很小，一旦实现，把它们集成起来做成电脑芯片，电脑的容量和计算速度将提高上百万倍。然而，现有导电纳米材料仍存在导电性能一般，机械性能差等不足，对其进一步应用造成影响。

发明内容

针对上述现有技术中导电类纳米材料存在的不足，本发明的目的是提供一种导电纳米材料的制备方法，通过对二氧化硅粉末为主体的纳米材料进行改性，进一步提高其导电性能和机械性能。

为实现本发明目的技术方案如下：

一种导电纳米材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：将5-8份锌粉、4-7份锰粉和7-11份二氧化硅粉混合均匀；随后加入4-8份石墨，在转速250-350r/min的条件下球磨3-8h，得混合料A；

S2：将步骤S1中所述混合料A放入管式炉中，在氮气存在下，以2-5℃/min的升温速率升温至350℃，保温反应5-10min；随后以速率3-7℃/min升温至700℃，保温反应20-40min；待冷却后得混合料B；

S3：将混合料B中加入10-15份异丙醇、10-20份水杨酸钠和8-12份乙二胺四乙酸，在温度50-70℃，以速率250-350r/min搅拌混合反应20-40min，随后以速率550-650r/min搅拌反应10-20min；反应结束后，用蒸馏水洗涤反应产物，过滤、烘干后，即得到导电类纳米材料。

优选的，步骤S1中所述锌粉7份、锰粉6份、二氧化硅粉8份和石墨6份。

优选的，步骤S1中在转速300r/min的条件下球磨6h。

优选的，步骤S2中以3℃/min的升温速率升温至350℃，保温反应8min；随后以速率6℃/min升温至700℃，保温反应35min。