[发明专利]铜纳米材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种铜纳米材料的制备方法。该制备方法包括如下步骤：将铜盐、还原剂、修饰剂和水进行水热反应，即得；所述还原剂为L‑抗坏血酸酸或葡萄糖；所述修饰剂为氨基酸。本发明制得的铜纳米材料具有优异的抗氧化性，且具有绿色环保、条件温和、无毒无污染、原料来源丰富和成本低等优势。

技术领域

本发明涉及一种铜纳米材料的制备方法。

背景技术

近年来，随着手机、平板、电子显示屏等的普及，对透明导电膜和导电浆料的需求急剧增加。目前，透明导电膜主要是基于氧化铟硒(ITO)材料，通过磁控溅射制备得到。但是，铟是稀有元素，地壳储量有限，即将消耗殆尽，旺盛的需求加速了这一进程。此外，ITO质地脆硬，不利于制备可折叠、可穿戴的电子屏，与电子器件柔性化、可穿戴化的发展趋势不符。因此，寻找可替代ITO的导电材料，对于电子信息产业的可持续发展非常重要。在众多已研究的材料中，金属纳米材料，包括金属纳米粒子和金属纳米线，由于其优异的导电性，被公认为潜在的ITO替换材料。这其中，银纳米材料由于导电性好、稳定性佳的优点，被广泛使用。但是，银是贵金属，成本较高。相比之下，铜纳米材料具有同银纳米材料一样高的电导率且材料成本低，但受困于易氧化等因素，不能广泛使用。

中国专利文献CN103706785A公开了一种氨基酸及其类似物为修饰剂的铜纳米材料制备方法。该方法使用了高浓度的碱，反应条件苛刻、对环境不友好，而且还原剂是水合肼、苯肼类物质，毒性大、成本高。所以当前急需开发一种绿色环保、条件温和、无毒无污染、原料来源丰富、成本低的铜纳米材料的制备工艺。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服了现有的铜纳米材料制备方法中存在的反应条件苛刻、对环境不友好，还原剂毒性大、成本高的缺陷，提供了一种铜纳米材料的制备方法，其所制得的铜纳米材料具有优异的抗氧化性，且具有产率高、绿色环保、条件温和、无毒无污染、原料来源丰富和成本低等优势。

发明人在长期的研究中发现，单纯地将水合肼或苯肼类还原剂替换为无毒的葡萄糖或L-抗坏血酸酸，将强碱性反应体系替换为水热体系，铜纳米材料的产率非常低；本发明通过添加氨基酸修饰剂，不仅赋予了铜纳米材料强的抗氧化性能，还与铜离子形成配合物，提高了还原反应的活性，进而提高了铜纳米材料的产率。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

本发明提供了一种铜纳米材料的制备方法，其包括如下步骤：

将铜盐、还原剂、修饰剂和水进行水热反应，即得；所述还原剂为L-抗坏血酸酸或葡萄糖；所述修饰剂为氨基酸。

本发明中，所述铜盐可为本领域常规的可溶解于水的无机酸铜盐或所述无机酸铜盐的水合物。其中，所述无机酸铜盐较佳地为硝酸铜、硫酸铜、卤化铜和醋酸铜中的一种或多种。

本发明中，所述铜盐较佳地为二水合氯化铜。

本发明中，所述还原剂和所述铜盐的摩尔比可为本领域常规，一般地可为(0.1～200):1，较佳地为(0.5～10):1，例如2:1、4:1、4.5:1或5:1。

本发明中，所述水的用量可为本领域常规，一般地能完全溶解所述铜盐所述修饰剂和所述还原剂即可，较佳地，所述水和所述铜盐的质量比为(100～500):1。

本发明中，所述水热反应的温度可为本领域常规，较佳地为100～200℃，例如120℃或170℃。

本发明中，所述水热反应的时间可为本领域常规，一般地可为0.1～100h，较佳地0.5～12h，例如4h。

本发明中，所述修饰剂可为本领域常规的氨基酸，较佳地为赖氨酸、苏氨酸、精氨酸、丝氨酸、甘氨酸和脯氨酸中的一种或多种，更佳地为赖氨酸。