一种快速可控制备超细金属纳米晶/纳米碳复合薄膜的方法技术

本发明专利技术涉及纳米材料的可控制备领域，具体为一种快速可控制备超细金属纳米晶/纳米碳复合薄膜的方法。采用离子束溅射或磁控溅射等物理沉积方法在纳米碳薄膜上担载金属纳米颗粒，在正压(高于标准大气压0.01～0.2MPa)、含微量氧气(氧气体积分数0.001％～0.2％)的惰性气氛中快速加热及冷却(升降温速率为100～300℃/s)，使金属纳米颗粒形成具有特定取向的纳米晶，获得超细(直径＜3nm)金属纳米晶(纯度＞95％)单分散于纳米碳的复合薄膜上。通过调控沉积条件和快速加热的升降温速率，调节金属纳米颗粒的分散度和尺寸，获得直径和分散度可调的金属纳米晶。特别在单壁碳纳米管薄膜上，以管束诱导可使纳米晶形成大长径比的金属纳米晶。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米材料的可控制备领域，具体为一种快速可控制备超细金属纳米晶/纳米碳复合薄膜的方法。

技术介绍

1、金属纳米晶具有纳米尺度，其中金属原子呈周期性排列而形成特定晶面。不同结构的纳米晶以其特有的取向而具有优异的光学、磁学、力学和电学等性质。金属纳米晶的晶面尺寸在纳米级，其暴露的特定取向晶面对不同的分子可具有选择性吸附，因而在催化、传感、抑菌等方面极具应用前景。

2、为了实现金属纳米晶的可控制备，研究者们专利技术了两大类方法：(1)“自上而下”的物理方法，主要包括物理溅射沉积、蒸镀、球磨、铣削等。该类方法将块体金属材料“破碎”成微小粒子，后在热处理过程中形成金属纳米晶。(文献一：dhand,c.；dwivedi,n.；loh,x.j.；jieying,a.n.；verma,n.k.；beuerman,r.w.；lakshminarayanan,r.；ramakrishna,s.rscadvances2015,5(127),105003.；文献二：gonzalez-martinez,i.g.；bachmatiuk,a.；bezugly,v本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种快速可控制备超细金属纳米晶/纳米碳复合薄膜的方法，其特征在于，以物理沉积方法的离子束溅射或磁控溅射在纳米碳薄膜上沉积金属纳米颗粒，对其在高于标准大气压0.01～0.2MPa正压、氧气体积分数0.001％～0.2％含微量氧气的惰性气氛中快速加热及冷却，升降温速率为100～300℃/s，使金属纳米颗粒形成高纯度、超细、表面洁净的纳米晶，获得金属纳米晶单分散于纳米碳薄膜的复合薄膜；通过调控物理沉积条件，获得密度和尺寸可调的金属纳米颗粒，使纳米晶的尺寸和分散度在一定范围内可调。

2.按照权利要求1所述的快速可控制备超细金属纳米晶/纳米碳复合薄膜的方法，其特征在于，纳米碳为碳纳...

【技术特征摘要】

1.一种快速可控制备超细金属纳米晶/纳米碳复合薄膜的方法，其特征在于，以物理沉积方法的离子束溅射或磁控溅射在纳米碳薄膜上沉积金属纳米颗粒，对其在高于标准大气压0.01～0.2mpa正压、氧气体积分数0.001％～0.2％含微量氧气的惰性气氛中快速加热及冷却，升降温速率为100～300℃/s，使金属纳米颗粒形成高纯度、超细、表面洁净的纳米晶，获得金属纳米晶单分散于纳米碳薄膜的复合薄膜；通过调控物理沉积条件，获得密度和尺寸可调的金属纳米颗粒，使纳米晶的尺寸和分散度在一定范围内可调。

2.按照权利要求1所述的快速可控制备超细金属纳米晶/纳米碳复合薄膜的方法，其特征在于，纳米碳为碳纳米管、石墨烯、石墨炔、纳米碳纤维、石墨或富勒烯，同时具有良好的导电、导热性和大比表面积。

3.按照权利要求2所述的快速可控制备超细金属纳米晶/纳米碳复合薄膜的方法，其特征在于，所使用碳纳米管薄膜由g/d＞50的高结晶性碳纳米管网络构成，碳纳米管为单壁、双壁或少壁的碳纳米管。

4.按照权利要求3所述的快速可控制备超细金属纳米晶/纳米碳复合薄膜的方法，其特征在于，在单壁碳纳米管薄膜上，以单壁碳纳米管管束诱导金属纳米晶生长，形成大长径比的超细纳米线，获得独特结构的金属纳米晶/纳米碳复合薄膜；其中，超细纳米线的长径比范围为1:1～5:1，直径＜3nm。

5.按照权利要求1所述的快速可控制备超细金属纳米晶/纳米碳复合薄膜的方法，其特征在于，担载金属纳米颗粒的纳米碳薄膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：张峰，李康，刘畅，何桂枝，成会明，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：