一種在銅材料上覆蓋銀納米片的方法
2023-05-27 04:21:01 1
專利名稱：一種在銅材料上覆蓋銀納米片的方法
技術領域：
本發明涉及一種在銅材料上覆蓋銀納米片的方法，屬於無機納米材料製備技術領域。
背景技術：
銀、銅材料作為導電材料廣泛應用於電子、機電、通訊、印刷、航空航天、軍工等各 個行業的導電、電磁屏蔽領域。同時可以屏蔽電磁波，使產品不受電磁波幹擾，也可以防護 電磁輻射對人體造成的傷害，以及絕緣體的導電處理。銀是所有金屬中導電性能最好的，銀 納米材料也是表面增強拉曼散射效果最好的金屬，銀性能穩定，不容易被氧化。但是，其價 格昂貴，資源短缺，只能應用於部分必需場合，極大的限制了銀的應用範圍。而銅的價格便 宜，導電性優良，被廣泛應用於導電材料、電極材料、催化劑等領域。但是超細銅粉的化學 性質比銀活潑，容易發生氧化，在銅的表面生成氧化物薄膜，而且，銅粉越小，其比表面積越 大，越容易被氧化，這給超細銅粉的大規模應用帶來了極大的困難。 而銀包銅粉抗氧化性能好，導電性好、電阻率低、具有高穩定性；它既克服了銀粉 價格昂貴、易遷移等缺陷，又解決了銅粉易氧化的問題，是很有發展前途的一種高導電材 料。但現有方法只能在銅表面覆蓋一層銀，而不能控制這層的銀的形貌。因此我們選用硝 基苯甲酸為調節劑，在銅材料上合成了銀納米片，這種新材料不僅具有很高的導電性和抗 氧化性，而且具有很高的表面增強拉曼光譜性活性。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供一種在銅材料上覆蓋銀納米片的方法。
—種在銅材料上覆蓋銀納米片的方法，步驟如下 1)稱取O. I-IO毫摩爾一價銀鹽和O. 1-10毫摩爾硝基苯甲酸，溶於10-500毫升水 或10-500毫升乙醇中或10-500毫升水與乙醇的混合液中；在水與乙醇的混合液中水與乙
醇的體積比為o. i-io : i; 2)將0. 01-100克銅材料浸泡入上述溶液中，靜置反應或者攪拌、震蕩助其反應5 秒至24小時，得到覆蓋銀納米片的銅材料； 3)將步驟2)所得的覆蓋銀納米片的銅材料用水或乙醇清洗。
步驟1)所述的一價銀鹽為硝酸銀或乙酸銀或高氯酸銀或磷酸銀中的一種。
步驟1)所述的硝基苯甲酸為2-硝基苯甲酸或3-硝基苯甲酸或4-硝基苯甲酸或 3 ， 4- 二硝基苯甲酸或2 ， 4- 二硝基苯甲酸中的一種。 步驟2)所述的銅材料為銅箔或銅粉或銅片或銅網或銅絲或銅管中的一種。
產物的物相通過X光衍射譜(XRD)測試，採用Bruker D8 X-射線衍射儀以Cu-K a 射線(波長人=1.54178 A)為衍射光源對產物作X光衍射分析。產物的形貌通過掃描電 子顯微鏡照片(SEM)顯示，採用JE0L JSM-7600F冷場發射掃描電子顯微鏡，加速電壓為 5. OkV。
本發明利用單質銅與銀離子之間的置換反應，利用硝基苯甲酸為控制劑，在銅材 料表面覆蓋一層銀納米片。設計合理，操作簡單，反應易控，重複性好、無汙染、安全性好、易 於大規模生產。所得的表面覆蓋銀納米片的銅材料，銀納米片尺寸均勻，覆蓋密度大，導電 性高，抗氧化能力強，可以廣泛地應用於電真空器件、印刷電路、集成電路、引線框架、導電 膠、屏蔽漆、導電漆，及各種有導電、導靜電等需要的微電子技術領域、非導電物質表面金屬 化處理等工業，是一種新型的導電複合材料。在銅材料上的銀納米片具有非常高而且穩定 的增強效果，也可以用於表面增強拉曼光譜基底。
圖1是本發明實施例1製備的覆蓋銀納米片的銅材料的X射線衍射譜(XRD)。
圖2是本發明實施例l製備的覆蓋銀納米片的銅材料的掃描電子顯微鏡照片 (SEM)。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明做進一步說明，但不限於此。 以下實施例製備的覆蓋銀納米片的銅材料通過X射線衍射譜(XRD)測試，採用 BrukerD8X-射線衍射儀以Cu-K a射線(波長X = 1.54178 A:)為衍射光源對產物作X光衍 射分析。產物的形貌通過掃描電子顯微鏡照片(SEM)顯示，採用JE0L JSM-7600F冷場發射 掃描電子顯微鏡，加速電壓為5. OkV。
實施例1 : 覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟如下 1)稱取2毫摩爾硝酸銀和1毫摩爾2-硝基苯甲酸，溶於70毫升水和30毫升乙醇 混合液中； 2)將2克銅箔浸泡入上述溶液中，靜置使其反應5分鐘；
3)將步驟2)所得的覆蓋銀納米片的銅材料用水或乙醇清洗。 實施例2 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是用乙酸 銀代替硝酸銀。 實施例3 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是用高氯 酸銀代替硝酸銀。 實施例4 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是用磷酸 銀代替硝酸銀。
實施例5 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是用3-硝
基苯甲酸代替2-硝基苯甲酸。 實施例6:覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是用用 4-硝基苯甲酸代替2-硝基苯甲酸。 實施例7 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是用3， 4- 二硝基苯甲酸代替2-硝基苯甲酸。 實施例8:覆蓋銀納米片的銅材料的制 方法，步驟同實例l，不同之處是用2， 4- 二硝基苯甲酸代替2-硝基苯甲酸。
實施例9 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是用銅粉 代替銅箔。 實施例10 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是用銅片 代替銅箔。 實施例11 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是用銅網 代替銅箔。 實施例12 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是用銅絲 代替銅箔。 實施例13 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是用銅管 代替銅箔。
實施例14 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是攪拌使
其反應。
實施例15 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是振蕩使
其反應。 實施例16 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是靜置反 應時間為5秒。 實施例17 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是靜置反 應時間為1小時。 實施例18 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是靜置反 應時間為24小時。 實施例19 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是用0. 1 毫摩爾硝酸銀和0. 1毫摩爾2-硝基苯甲酸。 實施例20 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是用IO毫 摩爾硝酸銀和10毫摩爾2-硝基苯甲酸。 實施例21 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是只用10
毫升乙醇。 實施例22 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是只用 500毫升乙醇。 實施例23 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是只用10
毫升水。 實施例24 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是只用 500毫升水。 實施例25 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是用IO毫 升水和IOO毫升乙醇。 實施例26 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是用100 毫升水和IO毫升乙醇。 實施例27 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是用250 毫升水和250毫升乙醇。 實施例29 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是用5毫升水和5毫升乙醇。 實施例30 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是用0. 01
克銅箔。
實施例31 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例l，不同之處是用100
克銅箔。 實施例32 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例2，不同之處是用銅粉 代替銅箔。 實施例33 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例2，不同之處是用銅片 代替銅箔。 實施例34 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例2，不同之處是用銅網 代替銅箔。 實施例35 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例2，不同之處是用銅絲 代替銅箔。 實施例36 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例2，不同之處是用銅管 代替銅箔。 實施例37 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例2，不同之處是用0. 1 毫摩爾乙酸銀和0. 2毫摩爾4-硝基苯甲酸。 實施例38 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例2，不同之處是10毫摩 爾乙酸銀和5毫摩爾2，4- 二硝基苯甲酸。 實施例39 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例2，不同之處是靜置反 應時間為30分鐘。 實施例40 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例21，不同之處是10毫 摩爾乙酸銀和5毫摩爾2，4- 二硝基苯甲酸。 實施例41 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例24，不同之處是用攪 拌使其反應。 實施例42 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例27，不同之處是用只 用lO毫升水。 實施例43 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例7，不同之處是用高氯 酸銀代替硝酸銀。 實施例44 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例31，不同之處是用100 毫升水和IOO毫升乙醇。 實施例45 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例8，不同之處是用銅粉 代替銅箔。 實施例46 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例33，不同之處是靜置 反應時間為20分鐘。 實施例47 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例34，不同之處是用振 蕩使其反應。 實施例48 :覆蓋銀納米片的銅材料的製備方法，步驟同實例34，不同之處是用磷 酸銀代替硝酸銀。
權利要求
一種在銅材料上覆蓋銀納米片的方法，其特徵在於，方法如下1)稱取0.1-10毫摩爾一價銀鹽和0.1-10毫摩爾硝基苯甲酸，溶於10-500毫升水或10-500毫升乙醇中或10-500毫升水與乙醇的混合液中；在水與乙醇的混合液中水與乙醇的體積比為0.1-10∶1；2)將0.01-100克銅材料浸泡入上述溶液中，靜置反應或者攪拌、震蕩助其反應5秒至24小時，得到覆蓋銀納米片的銅材料；3)將步驟2)所得的覆蓋銀納米片的銅材料用水或乙醇清洗。
2. 如權利要求l所述的一種在銅材料上覆蓋銀納米片的方法，其特徵在於，步驟l)所 述的一價銀鹽為硝酸銀或乙酸銀或高氯酸銀或磷酸銀中的一種。
3. 如權利要求l所述的一種在銅材料上覆蓋銀納米片的方法，其特徵在於，步驟l)所 述的硝基苯甲酸為2-硝基苯甲酸或3-硝基苯甲酸或4-硝基苯甲酸或3 ， 4- 二硝基苯甲酸 或2， 4- 二硝基苯甲酸中的一種。
4. 如權利要求1所述的一種在銅材料上覆蓋銀納米片的方法，其特徵在於，步驟2)所 述的銅材料為銅箔或銅粉或銅片或銅網或銅絲或銅管中的一種。
全文摘要
一種在銅材料上生長銀納米片的方法，屬於無機納米材料製備領域。本發明利用單質銅與銀離子之間的置換反應，利用硝基苯甲酸為控制劑，在銅材料表面覆蓋一層銀納米片。設計合理，操作簡單，反應易控，重複性好、易於大規模生產。銀納米片尺寸均勻，分布密度大，具有很高的導電性和抗氧化性。可以用於表面增強拉曼光譜和電子工業等領域。
文檔編號C23C18/42GK101781759SQ201010115658
公開日2010年7月21日 申請日期2010年3月2日 優先權日2010年3月2日
發明者佔金華, 來永超 申請人:山東大學