[发明专利]一种去除液态金属氧化层及分散液态金属的方法

说明书

本发明涉及一种去除液态金属氧化层的方法，同样涉及一种液态金属的分散方法。所述去氧化层的方法/液态金属的分散方法是将液态金属滴入溶液中，加热至所述溶液沸腾或临界沸腾，即可去除液态金属氧化层/分散液态金属；其中，所述溶液的pH值在3‑10之间。本发明提供了一种简单、低成本的去除液态金属氧化层/液态金属的分散方法的方法，解决了液态金属无法在温和溶液中去除氧化层的问题，并且可以通过调整溶液组成及加热功率，实现对去氧化效果进行调节。同时，解决了液态金属无法分散和团聚的问题，并且可以通过调整液态金属的组成及加热功率，实现对分散颗粒的大小和生成速率进行调节。

技术领域

本发明涉及液体金属领域，特别涉及一种去除液态金属氧化层及分散液态金属的方法。

背景技术

液体金属指熔点不超过铝熔融温度(660.37℃)的十七种金属，它们是汞、铯、镓、铷、钾、钠、铟、锂、锡、铋、铊、镉、铅、锌、锑、镁、铝，另外还有许多合金在室温甚至在很低的温度时也为液态，如钠钾合金(熔点-12.5℃)。

液态金属在传热、柔性电极以及生物医学领域都有着重要的应用前景。但是，液态金属的性质受表面氧化层的影响很大，如果需要单独研究液态金属本身的性质及其与周围物质的相互作用就必须去除氧化层的干扰。同时，在现有技术中通常通过强酸强碱溶液去除氧化层，所用溶液具有很强的腐蚀性，限制和阻碍了液态金属在不同环境条件的应用。

此外，液态金属由于很高的表面张力，导致其不容易被分散成为更小的颗粒。例如液态金属小颗粒，在氢氧化钠碱溶液中很容易团聚，形成大的液滴，不利于液态金属颗粒的应用。同时，在现有技术中通常通过添加表面活性剂来防止液态金属颗粒团聚，会增加研究的干扰因素。

发明内容

针对液态金属在水或空气中很容易氧化及金属液滴在强酸强碱中又极易团聚的问题，基于相同的发明构思，本发明提供一种去除液态金属氧化层的方法，一并提供一种分散液态金属的方法。

为达到上述目的，具体采用如下的技术方案：

一种去除液态金属氧化成及分散液态金属的方法，是将液态金属滴入到pH值在3-10之间的溶液中(保证所述溶液完全浸没所述液态金属)，加热所述溶液；加热所述溶液使温度略低于沸腾温度；或，加热所述溶液至沸腾。

本发明所述的去除液态金属氧化层及分散液态金属的方法操作简单，条件温和，适宜大规模工业化利用，节约成本，用途广泛。

在现有技术中，均采用强酸或强碱环境以去除液态金属的氧化层，但本发明创造性地发现，通过加热过程加快了液态金属氧化层与溶液的反应速率，实现了在大范围pH溶液中去除液态金属氧化层。同时，该沸腾过程可以将液态金属打散，有效地保证所述液态金属的分散。

本发明所述方法中，所述溶液选自不易挥发的酸碱盐溶液或水，如PBS、氯化钠溶液、柠檬酸溶液、去离子水中的一种。

优选地，所述液态金属和所述溶液的质量体积比为(1-8)g/150mL。

本发明所述的方法，所述液态金属选自取镓、镓铟合金或铋铟锡合金中的一种或几种。所述镓、镓铟合金或铋铟锡合金可选用市售的所有产品，镓铟合金或铋铟锡合金也可按照现有技术中合金的制备方法制备得到。作为优选，本发明所述的镓铟合金为按摩尔比计，镓：铟＝(7-9)：1的镓铟合金；优选为Ga₉₀In₁₀；

和/或，所述铋铟锡合金为按摩尔比计，铋：铟：锡＝(1.5-3)：(5-8)：2的铋铟锡合金；优选为Bi₂₀In₆₀Sn₂₀。