[发明专利]一种抗氧化微纳铜材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种抗氧化微纳铜材料的制备方法，使用由依次连通的微纳铜制备装置、原位包覆装置和收集装置组成的制备系统，步骤一，使用微纳铜制备装置制备微纳铜粉；步骤二，在原位包覆装置的真空腔放入有机包覆剂，并通过加热将真空腔中的有机包覆剂升华或汽化；步骤三，往制备系统通入惰性气体，微纳铜粉随惰性气体通入原位包覆装置的真空腔，升华或汽化的有机包覆剂接触并包覆在微纳铜粒子的表面。从而微纳铜离子表面形成一层良好的有机包覆，大大提高微纳铜颗粒的抗氧化性和分散性，降低微纳铜粒子的表面活性。

技术领域

本发明涉及材料工程技术领域，尤其涉及一种抗氧化微纳铜材料的制备方法。

背景技术

铜基微纳材料由于其小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应等基本特征，表现出不同于宏观块体铜的物理化学性质，在电子、催化、润滑、抗菌、生物医学等领域有着巨大的应用前景。(1)铜基微纳材料已广泛应用于导电油墨、防静电涂料、大规模集成电路制造、印刷电路板制造、电极多层陶瓷电容器制造等等，作为导电填料是目前的研究热点。(2)微纳铜在催化领域有良好的应用前景，可用于催化多种反应类型：加氢反应、氧化反应、水煤气转换反应等。其催化活性和稳定性不仅与颗粒的大小有关,还受形状及成份的影响。(3)由于金属铜还具有优异的延展性、传导性和抗腐蚀性，因此微纳铜粒子能够分散在润滑油中得到稳定的悬浮液，以降低固体表面可能发生的摩擦和磨损，提高润滑性能，保护固体表面。体相铜块的熔点为1083℃，而纳米铜粒子的熔点会大幅度降低至200～300℃，熔融的纳米铜在摩擦过程中可填充至划痕或裂纹中，进行表面修复。(4)铜基金属微纳材料还具有良好的抗菌性和抗腐蚀性，已广泛应用于生物、医学等领域中。微纳铜粒子可沉积到细胞表面，干扰细胞膜功能；产生活性氧自由基破坏细胞膜成分和结构；或进入细胞内干扰/破坏生命分子以达到抗菌抗腐的效果。(5)铜也是人体的必需微量元素之一，广泛参与到人体的造血等生化反应。纳米铜材料可用作人体内葡萄糖等有机物的检测，如采用憎水纳米铜粒子和亲水性纳米铜粒子构建葡萄糖生物传感器。

微纳铜材料由于其出色的物理化学性能，一直是材料领域研究的重点之一。制备方法大致分为物理法和化学法两大类。自上而下的物理法主要有球磨、气相蒸发、等离子体溅射等。而自下而上的化学法包括液相还原法、热分解法、水热法、微乳液法、声化学还原、辐射方法、微波法、反胶束法等。但无论采用哪种制备方法，通常情况下微纳铜粒子在合成后很短的时间内，颗粒表层就会被氧化成氧化亚铜或氧化铜，影响其物理化学性能。因此，防止微纳铜粒子被氧化成为微纳铜材料制备的技术难点与关键，也是其成功应用的主要瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于提出一种抗氧化微纳铜材料的制备方法，通过表面包覆有机包覆剂提高微纳铜颗粒的抗氧化性和分散性，且工艺简单、环保、成本低。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种抗氧化微纳铜材料的制备方法，使用由依次连通的微纳铜制备装置、原位包覆装置和收集装置组成的制备系统，包括以下步骤：

步骤一，使用微纳铜制备装置制备微纳铜粉；

步骤二，在原位包覆装置的真空腔放入有机包覆剂，并通过加热将真空腔中的有机包覆剂升华或汽化；

步骤三，往制备系统通入惰性气体，惰性气体依次经过微纳铜制备装置、原位包覆装置和收集装置，微纳铜粉随惰性气体通入原位包覆装置的真空腔，升华或汽化的有机包覆剂接触并包覆在微纳铜粒子的表面；

步骤四，表面包覆有机包覆剂的微纳铜粉随惰性气体从原位包覆装置通入收集装置，将表面包覆有机包覆剂的微纳铜粉沉积在收集装置的基底上。