用于生产金属纳米颗粒的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于生产金属纳米颗粒的方法，更具体地，涉及一种用于生产金属纳米颗粒的方法，该方法包括：通过在脂肪酸中离解金属前体而形成混合物；以及将选自由Ｓｎ、Ｍｇ和Ｆｅ组成的组的金属的金属盐作为金属催化剂加入到该混合物中并混合该混合物和金属盐。根据本发明专利技术，在没有利用任何有机溶剂的情况下在非水性环境中实施，金属纳米颗粒具有均匀的颗粒尺寸分布和较高产率，并且由于不使用还原剂而可以是环境友好的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，更具体;也，涉 及一种用于生产的方法，在没有利用其它有机溶剂或还原剂的情况下，该方法可在^f氐温下合成高度浓缩的纳米颗并立，该纳米颗4立具有 较小尺寸和均匀的尺寸分布。
技术介绍
有两种主要的方法用于化学合成金属纳米颗粒，即汽相工艺和 胶态工艺。通常使用的是能以较低成本合成均匀纳米颗米的胶态工 艺，因为利用等离子体和机械气体蒸发的气相工艺需要非常昂贵的 设备。用于通过胶态工艺生产金属纳米颗粒的方法包括一种用于通 过在水性体系中离解金属化合物后附加使用还原剂或表面活性剂 而生产水溶胶形式的金属纳米颗粒的方法。作为另一种方法，相转 移法是，该金属纳米颗粒可以通过从 水相转移到3夂水相而在非水相中分散。然而，这种方法提供了非常低的产率，因为当合成纳米颗粒时， 其受金属化合物溶液的浓度所限。换一种说法，具有均匀尺寸分布的金属纳米颗粒只有当金属化合物的浓度为0.05 M或更小时才能 形成。所以这对于大规模生产是不适合的，因为在金属纳米颗粒的 产率上有限制并且需要大于1升的反应器，以得到几克的具有均匀 尺寸分布的金属纳米颗粒。而且，相转移剂的^f吏用在成本方面也是 不希望的。
技术实现思路
本专利技术是用来解决与如上所述的传统方法相关的问题和才是供 一种用于生产具有均匀的颗粒尺寸分布的金属纳米颗粒的方法，并 通过在不用有机溶剂的情况下在非水性环境下实施而具有高产率， 并且由于不使用还原剂而可以是环境友好的。本专利技术进一步提供了通过上述方法所生产的金属纳米颗并立和 包括由此生产的金属纳米颗粒的导电墨水。本专利技术的其它方面和优点 一部分将在随后的描述阐明并且一 部分根据说明书将变得明显，或者通过本专利技术的实施而领会。根据本专利技术的一个方面，可以提供一种用于生产金属纳米颗粒 的方法，包"^舌通过在脂肪酸中离解金属前体而形成混合物；以及 将选自由Sn、 Mg和Fe组成的组中的金属的金属盐作为金属催化 剂力o入到该混合物中并混合该混合物和金属盐。这里，该金属前体可以是选自由Ag、 Pd、 Pt、 Au及其合金组 成的组中的金属的金属盐。根据一具体实施方式，优选的金属前体 是选自由AgBF4、 AgCF3S03、 AgN03、 AgC104、 Ag(CH3C02)、 AgPF6和Ag20组成的组中的4艮盐。而且，该金属前体可以与该脂肪&臾以 0.01至1的摩尔比进4亍混合。该脂肪酸可以是选自由饱和脂肪酸、油酸、亚油酸、亚麻酸和 高度不々包和酸组成的组中的至少 一 种。才艮据一具体实施方式，形成该混合物可以进一步包括在脂肪酸 中离解该金属前体后将混合物加热到40-80°C 。该金属催化剂可以是选自由Sn(N03)2、Sn(CH3C02)2、Sn(acac)2、 Mg(N03)2、 Mg(CH3C02)2、 Mg(acac)2、 FeCl2、 FeCl3、和Fe(acac)2 组成的组中的金属盐。这里，"acac"是乙酰丙酮化物离子的缩写。 而且这里，该金属4崔4匕剂与该金属前体可以以0.001至0.5的摩尔 比进4于混合。才艮据 一具体实施方式，所述加入该金属催化剂和混合可以包 括加入该金属催化剂同时搅拌该混合物；以及将该混合物加热到 80-150。C范围的温度。这里，该混合物在该温度范围可反应0.5-4 小时。根据本专利技术的可以进一步包括 获得该金属纳米颗粒。这里，获得该金属纳米颗粒可以通过将4及性溶剂加入到该混合 物中并通过沉淀该纳米颗粒而进4亍。根据一具体实施方式，该极性 溶剂可以选自选自由曱醇、乙醇、丙醇、丙酮、醚和它们的〉'昆合物 组成的组。获得该纳米颗粒可以进一步包括从该〉'昆合物中通过离心分离 器来分离纳米颗并立，该纳米颗4立^皮沉淀。在本专利技术中，才艮据需要，该混合物可以进一步包括选自由曱苯、二曱苯、氯仿、二氯曱烷以及具有6-18个碳原子的烷烃如己烷、十 四烷等组成的组中的至少一种有冲几溶剂。而且，该混合物可以进一 步包括选自由NaBH4 、 LiBH4 、 KBH4 、硼氬化四丁基铵、N2H4 、 PhHNNH2、乙二醇、甘油、二曱基曱酰胺、1,2-戊二醇和1，2-己二 醇组成的组中的至少 一种还原剂。根据本专利技术的另一方面，提供了通过所述生产方法生产的金属 纳米颗粒和具有该金属纳米颗粒的导电墨水。这里，该金属纳米颗 并立具有均匀的尺寸分布，尺寸在l和10nm之间。附图说明图1是通过本专利技术的一个具体实施方式生产的银纳米颗4立的吸 收曲线。图2是通过本专利技术的一个具体实施方式生产的银纳米颗粒的 TEM图。具体实施例方式下文中，将更详细地解释才艮据本专利技术的用于生产金属纳米颗粒 的方法。本专利技术是用来在不需要另外的表面活性剂取代的情况下便利 地生产油基的墨水，其通过在非水性体系而不是在水性/非水性的体 系中反应，并且与传统的方法相比，用来环境友好地合成具有均匀 尺寸分布的高浓度纳米颗粒。首先，本专利技术的包括通过在脂肪 酸中离解(dissociate)金属前体而形成混合物。用于本专利技术的金属前体可以是贵金属如Ag、 Pd、 Pt、 Au或它 们的合金的金属盐。具体地，在通过还原银离子的生产银納米颗粒 的过程中，该银离子可以作为银盐或银的有机金属的形式提供。根 据本专利技术的一个具体实施方式，可以使用4艮盐如AgBF4、 AgCF3S03 、 AgN03、 AgC104、 Ag(CH3C02)、 AgPF6和Ag20等。这里，该金属前体与脂肪酸可以以0.01至1的摩尔比进4亍混合。如果该金属前体的含量与脂肪酸的摩尔比大于1,则这不是优选的， 因为该金属前体不能被离解。如果该金属前体的含量与脂肪酸的摩尔比小于0.001,则这也不是优选的，因为产率下降。用于本专利技术的脂肪酸是作为分散稳定剂或帽化分子起作用的 组分，最终生产的金属纳米颗粒的尺寸和分散稳定性可以通过脂肪酸而获得。诸如饱和脂肪酸(CnH2n02)、油酸(CnH2n-202)、亚油酸(CnH2n-402)、亚麻酸(CnH2n—602 )或高度不饱和酸(CnH2n-802, CnH2n.1()02, CnH2n.1202)的化合物可以被用作脂肪酸。具体地，可以 使用但不限于十二烷酸(月桂酸，CuH23COOH )、 油酸(C17H33COOH )、十六烷酸(棕榈酸，C15H31COOH)或十四烷酸(肉豆蔻酸，C13H27COOH)。通过在该脂肪酸中离解该金属前体所形成的混合物可以;故加 热到40-80。C范围的温度。接着，将该金属催化剂加入到该混合物中并混合。在本专利技术中，选自由Sn、 Mg和Fe组成的组中的金属的金属 盐被用作金属催化剂。这种金属催化剂可以有效地还原金属离子， 如银离子等，同时金属催化剂发生氧化，如下式所示，因为金属催 化剂的金属的标准还原电位低于金属前体的金属的标准还原电位。Ag+ + M+Z — Ag0 + M+(z+1)可利用的金属催化剂可以包括Sn(N03)2 、 Sn(CH3C02)2 、 Sn(acac)2、 Mg(N03)2、 Mg(CH3C02)2、 Mg(acac)2、 FeCl2、 FeCl3和 Fe(acac)2，并且不局限于这里所列举的例子。这里，"acac"是乙酰 丙酮化物离子的缩写。该金属催化剂与金属前体可以以0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产金属纳米颗粒的方法，所述方法包括：通过在脂肪酸中离解金属前体而形成混合物；以及将选自由Ｓｎ、Ｍｇ和Ｆｅ组成的组中的金属的金属盐作为金属催化剂加入到所述混合物中，并混合所述混合物和所述金属盐。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贵钟，郑在祐，全炳镐，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]