本发明专利技术属于材料技术领域，具体涉及一种Ｃｏ－Ｎｉ－Ｃｕ体系非晶态合金单分散性纳米粒子的制备方法。反应的前驱体选择可溶性金属盐为金属离子源，通过控制一定配比的水、油、表面活性剂、助表面活性剂，配置出澄清透明的正相微乳液，然后利用配置好的微乳液提供的微反应器实现对晶型和形貌的控制，制备出单分散性好、粒径均一的Ｃｏ－Ｎｉ－Ｃｕ体系单分散非晶态合金纳米粒子，纳米粒子粒径范围为４－２０ｎｍ，具有优异的理化性质，例如在磁性、催化性，贮氢性以及吸波性等方面有着优异的性能和广泛的应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料
，具体涉及一种Co-Ni-Cu体系非晶态合金单分散性纳米粒 子的制备方法。
技术介绍
非晶态合金由于其磁特性好、硬度高、抗腐蚀能力强、化学活性好、吸附和抗辐照能 力强等特点，引起了人们极大的研究兴趣。非晶态合金已进入应用领域，在磁性材料方面 的应用主要是作为变压器材料、磁头材料、磁屏蔽材料、磁致伸縮材料及磁泡材料等，尤 其作为软磁材料有着相当强的应用前景。目前，比较成熟的非晶态软磁合金主要有铁基， 铁-镍基和钴基三大类。非晶态合金材料结构的纳米化是磁性材料发展的新方向。纳米材料具有传统材料所不具备的物理、化学特性，可以产生四大效应小尺寸效应、量子效应(含宏观量子隧道效 应)、表面效应和界面效应。非晶态纳米磁性材料不仅具有优异的磁性能，还具有良好的 机械性能、优异的化学性能。非晶材料一般采用合金熔体或气体快速冷凝法制备，而且只 能形成条带状的非晶态合金薄片，近年来人们开辟了多种制备超细粉末的新方法，如机械 合金化法、溶胶一凝胶法、水热法、气相沉积法、微乳液法等，也为非晶材料的制备提供 了新途径。目前，纳米材料在催化、发光、磁性、半导体及精细陶瓷材料等领域已得到了 广泛的应用，促进了人们对制备超细粒子的研究，其中的难题之一是如何获得尺寸可控、 高分散和稳定均一的纳米微粒。由于微乳液方法反应条件温和，对控制微粒尺寸具有独特 的优势，且具有实验装置简单，操作方便，应用领域广等优点而逐渐引起人们的重视和极 大兴趣，其操作上的简易性和应用上的适用性也为非晶态合金纳米微粒的制备提供了一条 简单便利的制备途径。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种室温下粒度可控、非晶化状态可控、稳定性好、易操作、易于工业化的Co-Ni-Cu体系非晶态合金单分散性纳米粒子的制备方法。本专利技术采用表面活性剂复配的正相微乳液的方法，用还原剂还原可溶性的金属盐来实 现非晶态合金纳米粒子的制备。微乳液法是一种非均相的液相合成法，是两种互不相溶的 溶剂，在表面活性剂作用下形成乳液，在微泡中经成核、凝结、团聚、热处理后得到纳米 微粒，与溶胶凝胶法、共沉淀法，水热法等其它湿化学方法相比较，它具有微粒不易聚结，大小可控，分散性好、粒度分布窄、操作方便、不需要高温高压等特殊条件的特点，已经 广泛应用于单质金属及合金纳米微粒、催化剂纳米微粒、半导体纳米微粒、磁性纳米材料、 生物材料、有机/无机复合纳米粒子、陶瓷粉体的制备及微乳液中纳米颗粒的自组装。本专利技术反应的前驱体选择可溶性金属盐为金属离子源，通过控制一定配比的水、油、 表面活性剂、助表面活性剂的量，配置出澄清透明的正相微乳液，然后利用配置好的微乳 液提供的微反应器制备出具有规则形貌和晶型的纳米非晶态合金颗粒，进而实现对晶型和 形貌的控制。本专利技术提出的Co-Ni-Cu体系非晶态合金纳米粒子的制备方法，具体步骤如下(1) 将200-400mg Na0H (保证溶液的PH值>7)、 17_20ml去离子水和25_30ml乙醇 的混合液搅拌均匀，接着加入8ml由油酸和吐温一80复配的表面活性剂、2ml正己烷，搅 拌均匀，形成浅黄色的正相微乳溶液；(2) 将5ml摩尔浓度为0. 5腿o1的M2+的无机盐去离子水溶液加入步骤(1)所得的微 乳溶液中，搅拌均匀，形成具有M2+及其特征颜色的正相微乳液；(3) 将5ml摩尔浓度为10-20mmo1的KBH4或者NaBH4的去离子水溶液滴加到步骤(2) 所得的微乳液中，边滴加边搅拌，滴加完毕后，继续搅拌5-10min，滴加瞬间微乳液即变 为黑色，并产生沉淀产物；(4) 向步骤(3)所得的溶液中加入20-25ml正己烷进行破乳，将溶液转移到分液漏 斗中充分摇匀，静置，溶液分为两层，上层油相主要为正己烷、部分乙醇、油酸和吐温一 80，下层水相主要为水、反应剩余的M2+和剩余乙醇；由于生成的胶体粒子表面包覆着表面 活性剂，憎水基团C-H链朝外，因此胶体粒子几乎完全被萃取到上层油相中；然后萃取上 层溶液，将上层溶液采用无水乙醇搅拌、洗涤合成产物(一般洗涤3-6次)，然后以4000-5000 转/分钟的转速离心分离，即得所需产品，所得产品溶解于15ml正己垸中，密封存放；其中，所述含M2+的无机盐为所有可溶性的二价的金属无机盐，纯度不低于化学纯。 本专利技术中，所述油酸和吐温一80的体积比为1:3—19:1。 本专利技术中，所述正己烷、油酸、吐温一80和无水乙醇的纯度不低于化学纯。 本专利技术中，所述KBH4、 NaBH4和NaOH的纯度不低于化学纯。本专利技术中，步骤(1)、 (2)、 (3)、 (4)中所述搅拌可以通过机械搅拌或振荡、磁力搅 拌、超声振荡等方式进行。本专利技术中，所述超声振荡时间可根据超声发生装置的功率适当调整，通常超声时间为 10_30分钟。本专利技术中，步骤(1)和(2)所述搅拌时间为使微乳液达到均一透明为佳。本专利技术中，步骤(3)中所述KBH4或者NaBH4的去离子水溶液滴加到微乳液中的速度为 每分钟10-30滴。本专利技术中，在每次洗漆完成后，用离心分离器分离后再进行下一次洗涤。 本专利技术中，KBH4或者NaBH4的加入量视金属M"无机盐的种类而定，加入量一般在 10-20mmo1，此范围既能够满足还原的需要又不会造成资源浪费。对本专利技术方法所得产物的结构、形貌、组成进行表征，可以分别选用X射线粉末衍射 (XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶转换红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、 X射线光电子能谱仪(XPS)、透射电境(TEM)等，XRD结果表明产物的晶型、粒度分布和 主要成分，SEM， TEM表明粒子粒径和整体形貌，FTIR验证XRD的结果及粒子表面包附物 的种类及含量。XPS检测微区元素组成，佐证XRD的结果。本专利技术优点在于1. 本专利技术实现了利用常温下易溶于水的金属盐为还原反应的前驱体，在表面活性剂 复配的正相微乳液中制备金属及合金，突破以往反相微乳液合成的经典模式，为无机合成 提供了一种新的合成途径。2. 本方法生成的粒子表面包覆一层表面活性剂，不易聚结，得到的溶胶稳定性好， 可较长时间贮存。3. 本专利技术分别采用简单无机盐作为反应物，具有很强的通用性。4. 本专利技术是采用表面活性剂复配的正相微乳液为软模板的方法，不同于反相微乳液 法，微乳液中的连续相为水相，分散相为油相，所用的有机溶剂的量远远小于反相微乳液 法，避免了有机溶剂的大量使用，降低了废物排放中有机溶剂的含量，使整个生产过程更 符合可持续发展要求，是一种环保型合成工艺。5. 本专利技术所使用的方法是表面活性剂复配的正相微乳液法，使用设备简单，操作便 利，实验所需的温度为室温，便于工业转化，实现大规模生产。6. 本专利技术适用范围广，可用于多种过渡金属氧化物及合金晶体或非晶体纳/微米级粉 体的合成，通过改变还原剂、表面活性剂种类及用量，对产品的晶型、形貌、颗粒的大小 进行调控，从而得到不同晶型的、不同形貌的纳米级晶粒。7. 利用本专利技术方法制备出单分散性好、粒径均一的Co-Ni-Cu体系单分散非晶态合金 纳米粒子，纳米粒子粒径范围为4-20咖，从而具有优异的理化性质。例如在磁性、催化性， 贮氢性以及吸波材料等方面有着优异的性能和广泛的应用。8. 本专利技术方法制备出的产品可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｃｏ－Ｎｉ－Ｃｕ体系非晶态合金纳米粒子的制备方法，其特征在于具体步骤如下：（１）将２００－４００ｍｇＰＨ值＞７的ＮａＯＨ、１７－２０ｍｌ去离子水和２５－３０ｍｌ乙醇的混合液搅拌均匀，接着加入８ｍｌ由油酸和吐温－８０复配的表面 活性剂、２ｍｌ正己烷，搅拌均匀，形成浅黄色的正相微乳溶液；（２）将５ｍｌ摩尔浓度为０．５ｍｍｏｌ的Ｍ↑［２＋］的无机盐去离子水溶液加入步骤（１）所得的微乳溶液中，搅拌均匀，形成具有Ｍ↑［２＋］及其特征颜色的正相微乳液；（３） 将５ｍｌ摩尔浓度为１０－２０ｍｍｏｌ的ＫＢＨ↓［４］或者ＮａＢＨ↓［４］的去离子水溶液滴加步骤（２）所得的微乳液中，边滴加边搅拌，滴加完毕后，继续搅拌５－１０ｍｉｎ，滴加瞬间微乳液即变为黑色，并产生沉淀产物；（４）向步骤（３）所得的 溶液中加入２０－２５ｍｌ正己烷进行破乳，将溶液转移到分液漏斗中充分摇匀，静置，溶液分为两层，萃取上层溶液，然后采用无水乙醇搅拌、洗涤合成产物，然后以４０００－５０００转／分钟的转速离心分离，即得所需产品，所得产品溶解于正己烷中，密封存放； 其中，所述含Ｍ↑［２＋］的无机盐为所有可溶性的二价的金属无机盐，纯度不低于化学纯。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘秋艳，温鸣，王亚芬，朱远征，赵文刚，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。