在载体上沉积纳米微粒的方法技术

本发明专利技术涉及在载体上沉积纳米微粒的方法，所述方法包括以下步骤：取纳米微粒胶体溶液；在大气等离子体中将纳米粒子胶体溶液雾化到载体表面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在任意载体上沉积和固定纳米微粒的方法。
技术介绍
众所周知，术语“纳米微粒”描述的是小分子的聚集体或者形成颗粒的几十到几千 个原子(其尺寸为约1纳米，即，小于1000纳米(1微米)，优选地小于100纳米)的集合 体。由于它们的尺寸，这些微粒具有特殊的物理、电气、化学和磁的特性，并赋予其上施加了 这些微粒的载体以新的物理、电气、化学、磁和机械的特性。由于在非常不同的领域中所使用的许多新设备的开发中均涉及 纳米微粒，所以人 们对纳米微粒的兴趣日益增长，上述领域包括例如检测生物或化学化合物，检测化学气体 或蒸气，制造燃料电池或储氢设备，实现电子或光学纳米结构、新型化学催化剂、生物传感 器或所谓智能的涂料(如自清洁涂料或具有例如抗菌性能等特殊生物性能的涂料)。存在多种允许在多种载体上沉积不同性质的纳米微粒的技术。例如，在以下文 章中所描述的溶液化学的方法T. Chaudhuri等人刊载于《材料通讯》2005年59(17)期 (卷)2191至2193页的《在室温下从非水化学浴中沉积硫化铅微粒》(《Disposition of PbS particules from 已nonaqueous chemical bath at room temperature)), ((Materials Letters)) (2005)，59 (17) pp 2191-2193)和Y. Kobayashi等人刊载于《胶体与界面科学杂 志》2005年283 (2)期(卷)601至604页的《通过化学金属镀层技术在硅石球上沉积金纳米 颗粒〉〉(〈〈Deposition of go 1 dnanopartic 1 es on silica spheres by electroless metal plating technique)), ((Journal of Colloid and Interface Science〉〉(2005)，283 (2) pp 601-604)。还存在例如在以下文章中所描述的电化学方法G. Sine等人刊载于《应用电化学 杂志》2006年36(8)期(卷)847至862页的《在掺杂硼的金刚石电极上沉积用于电催化的 族禾口纳米微粒的方法》(〈〈Deposition ofclusters and nanoparticles onto boron-doped diamond electrodes forelectrochemistry)), ((Journal ofApplied Electrochemistry)), (2006) 36 (8) pp 847-862)和Μ. Waje等人刊载于《纳米技术》2005年16 (7)期(卷)395至 400页的《在用于燃料电池的碳纸上原位生长的有机官能化碳纳米管上沉积钼纳米微粒的 方^去》(((Deposition of platinum nanoparticles onorganic functionalized carbon nanotubes grown in situ on carbon paperfor fuel cell》，《Nanotechnology》(2005), 16 (7)pp 395-400)。还有具体在以下文章中所描述的涉及等离子体的真空沉积技术D. Yang等人刊 载于《材料化学》2006年18(7)期(卷)1811至1816页的《钼纳米微粒与化学改性高取 向热角军石墨表面的相互作用〉〉(((Platinumnanoparticles interaction with chemically modified highly orientedpyrolytic graphite surfaces)), ((Chemistry of materials)) (2006) 18 (7) pp 1811-1816)和D. Barreca等人刊载于《表面科学光谱》2005年10期 (卷)164至169页的《高取向热解石墨上负载的金纳米微粒X射线光电子能谱表征》(《Au nanoparticles supported on HOPG :An XPScharacterization》，《Surface Science Spectra)) (2005) IOpp 164-169)。上述这些技术有很多缺陷，这些缺陷例如可以是与所采用的方法的可重复性相关的问题，纳米微粒沉积的分布、均一性和规律性的问题。上述技术的应用也很复杂。尤其因 为需要产生真空，甚至是部分真空，所以导致这些技术一般都较昂贵，并且难以将它们以工 业规模进行应用。此外，纳米微粒的沉积通常包括活化载体的步骤，在前述技术中，这需要 进行常常较复杂且可能花费数小时甚至数天时间的预处理。此外，所有这些技术都会导致环境问题，对于溶液化学和电化学法而言，因为使用 溶剂和化学试剂而产生污染，而对于及使用等离子的真空技术，产生大量能源消耗的问题。特别地，文献W02007/122256描述了通过在热等离子体射流中喷射胶体溶液来沉 积纳米多孔层，所述等离子体的中性粒子、电离粒子和电子具有相同的温度。在该文献中明 确指出胶体溶液的微粒至少部分熔化，以能够附着在基体上。特别地，所述等离子体射流具 有包含在5000° K到15000° K之间的气体温度。因此无论在基体上还是在溶胶微粒上都 会注意到不可忽视的热效应。专利技术目的本专利技术提出没有现有技术的缺点的。本专利技术提出快速、经济且易于应用的方法。本专利技术还提出使无论基体上还是纳米微粒上的热约束最小化。本专利技术还提出改进了沉积的均一性，更确切地说是纳米微粒在基体上的分散的沉 积方法。
技术实现思路
本专利技术公开了使用纳米微粒胶体溶液(或悬浮液)在载体上沉积纳米微粒和使用 大气等离子体。本专利技术涉及，所述方法包含以下步骤-取纳米微粒的胶体溶液(或悬浮液)和，-在大气等离子体中将所述纳米微粒胶体溶液(或悬浮液)雾化到所述载体的表 面上。所谓“纳米微粒”是指由小分子的聚集体或形成微粒的几百到几千个原子的集合 体，该微粒的尺寸为纳米级，通常小于100纳米。所谓“胶体溶液”是指微粒的均一悬浮液，其中的溶剂是液体而溶质是以非常细小 的微粒形状均一散布的固体。胶体溶液可具有多种形态液体、凝胶或浆状。胶体溶液介于 悬浮液(包含分散在液体中的微观微粒的非均一介质)和真正的溶液(其中在溶液中溶质 处于分子分开状态)之间。在液体形态下，胶体溶液有时也被称为“溶胶”。在本专利技术的一个优选实施方案中，上述大气等离子体为大气非热等离子体。所谓“非热等离子体”或“冷等离子体”是指脱离热力学平衡的部分或完全电离的 气体，其包含电子、离子(分子的或原子的)、原子或分子以及基团，其电子的温度(几千或 几万开尔文的温度)明显高于离子和中性粒子的温度(最高达几百开尔文的接近室温的温 度)。所谓“大气等离子体”或“大气非热等离子体”抑或“大气冷等离子体”是指不是热 力学平衡状态的部分或完全电离的气体，其包含电子、离子(分子的或原子的)、原子或分 子以及基团，其电子的温度明显高于离子和中性微粒的温度(与针对“冷等离子体”所描述 的相似的温度)，而且其气压包含在约1毫巴和约1200毫巴之间，优选地在约800本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在载体上沉积纳米微粒的方法，包括以下步骤：　　－取纳米微粒胶体溶液或悬浮液，以及　　－在大气等离子体中将所述纳米微粒胶体溶液或悬浮液雾化到所述载体的表面上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗索瓦雷尼尔，弗雷德里克德穆瓦松，让雅克皮罗，
申请(专利权)人：布鲁塞尔大学，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]