[发明专利]纳米铜颗粒及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种纳米铜颗粒及其制备方法。所述纳米铜颗粒的制备方法包括以下步骤：将亚铜盐或二价铜盐、聚合物分散剂、红磷与含水的溶剂进行混料处理，获得第一混合物料，将所述第一混合物料置于反应容器中加热反应，获得表面包覆有聚合物分散剂的磷化亚铜；在还原气氛下，对获得的所述磷化亚铜进行还原处理，得到纳米铜颗粒。本发明提供的纳米铜颗粒的制备方法获得的纳米铜颗粒粒径均一，并且由于聚合物分散剂被还原剂还原成碳包覆在纳米铜颗粒表面，使得纳米铜颗粒在空气中不被氧化而稳定存在，本制备方法条件简单，对设备的要求低，适合大规模生产。

技术领域

本发明属于纳米铜材料加工技术领域，具体涉及一种纳米铜颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

纳米铜颗粒由于其具有铜的良好导电特性和纳米颗粒的特殊性质，使得其在纳米铜导电浆料、微电子封装材料、抗菌塑料、燃料电池、催化剂、超级电容器等方面具有广泛的应用前景。

目前纳米铜颗粒的合成方法主要有辐射合成法、机械研磨法、等离子体溅射法、模板法、微乳液法、水热法以及液相化学还原法等。这些合成方法中，等离子体溅射法所需要的设备昂贵，而且得到的铜纳米颗粒粒径较大且分布不均一，表面缺乏包覆材料，因此容易被氧化。液相法还原得到的铜纳米颗粒，由于不需要特别的容器，因此受到广泛关注，但是由于其采用的有机溶剂和还原剂一般具有毒性，对环境以及人体健康具有一定的危害性，环保评审要求高，因此不利于大规模生产。

发明内容

针对目前纳米铜颗粒合成时存在的生产成本高、不环保且颗粒粒径不均一等问题，本发明提供一种同纳米颗粒及其制备方法。

进一步地，本发明还提供其在多个领域中的应用。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种纳米铜颗粒的制备方法，至少包括以下步骤：

将亚铜盐或二价铜盐、聚合物分散剂、红磷与含水的溶剂进行混料处理，获得第一混合物料，将所述第一混合物料置于反应容器中加热反应，获得表面包覆有聚合物分散剂的磷化亚铜；

在还原气氛下，对获得的所述磷化亚铜进行还原处理，得到纳米铜颗粒。

一种纳米铜颗粒，所述纳米铜颗粒采用如上所述的纳米铜颗粒的制备方法进行制备。

以及，所述纳米铜颗粒在抗菌塑料、燃料电池、催化剂、超级电容器中的应用。

本发明的有益效果为：

相对于现有技术，本发明的纳米铜颗粒的制备方法，采用红磷与含水的溶剂进行反应产生磷化氢，由产生的磷化氢与亚铜离子(或二价铜离子)产生磷化亚铜，聚合物分散剂附着于磷化亚铜表面阻止磷化亚铜团聚，同时磷化亚铜表面的聚合物分散剂在高温还原时可以阻止生成的纳米铜颗粒团聚和长大，从而确保得到的纳米铜颗粒粒径均一，并且由于聚合物分散剂被还原剂还原成碳包覆在纳米铜颗粒表面，使得纳米铜颗粒在空气中不被氧化而稳定存在，本制备方法条件简单，对设备的要求低，适合大规模生产

上述方法制备的纳米铜颗粒，粒径均一，性质稳定，可以广泛应用于抗菌塑料、锂离子电池、燃料电池、催化剂、超级电容器等领域中。

附图说明

为更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1制备的纳米铜颗粒SEM图；

图2为本发明实施例1制备的纳米铜颗粒EDS图选取部位示意图；

图3为本发明实施例1中图2方框内的EDS图谱；

图4为本发明实施例1制备的纳米铜颗粒XRD图；