[发明专利]一种铜/银玉米状结构纳米颗粒的制备方法

说明书

本发明公开了一种铜/银玉米状结构纳米颗粒的制备方法，该方法是将铜源与油胺混合溶解，得到含铜的前驱体溶液；将前驱体溶液加热反应，冷却至室温得到含铜溶液；将银源与油胺混合溶解后，将含银源的溶液滴加到含铜溶液中，制成混合溶液；将混合溶液加热反应，反应完成后，冷却至室温，清洗干燥获得铜/银玉米状结构纳米颗粒；玉米状纳米颗粒由于表面尺寸的差异，在低温烧结时，使得烧结驱动力明显不同，从而导致小尺寸负载的银自发趋于脱合金化从而形成银‑银节，增加了铜银颗粒之间的相互作用，提高了合金的导电性能；本发明所用原料成本低廉，所用设备简单，且无需表面活性剂和保护性气体，可广泛应用于导电浆料以及电子工业等领域。

技术领域

本发明涉及一种铜/银玉米状结构纳米颗粒的制备方法，属于电子工业领域。

背景技术

随着电子工业的飞速发展，电子设备需要更加精细的导电线路来实现高度集成化，因此纳米颗粒作为导电浆料受到了广泛的关注。银纳米颗粒由于其优异的电学性能和热稳定性，被广泛应用于集成电路，但是由于银在地壳中的含量极少以及纳米银存在电子迁移等现象，极大地限制了其在电子工业中的大规模应用。铜具有与银相似的热导率和电导率，但价格比银低了两个数量级，因此铜被认为是最具有潜力替代银的材料之一，但是铜在空气中很容易被氧化，由于尺寸效应纳米铜对氧气就更加敏感，这极大的限制了铜纳米颗粒在电子信息领域的应用。铜/银双金属纳米颗粒结合了铜的低成本和银的优异电学性能从而得到研究人员的广泛关注。文献Journal of the American Chemical Society140(2018) 8569-8577报道了不同结构的铜/银纳米颗粒，虽然得到尺寸均匀的纳米颗粒，但实验环境要求苛刻，且需要使用大量的表面改性剂与稳定剂，使得其他科研人员很难重复实验结果。因此寻找一种廉价且高效的方法制备具有新颖结构的铜/银双金属纳米颗粒是电子工业应用上一个亟待解决的难点和热点问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种铜/银玉米状结构纳米颗粒的制备方法，该方法具有工艺简单、反应原料廉价无毒、无需任何保护气体、无需稳定剂、重复性好、低温烧结性能优异等特点，适于工业化生产，其在电子工业领域具有广阔的应用潜能。

本发明方法具体包括以下步骤：

（1）按铜源与油胺的摩尔体积比为（1.4～5.6mmol）:（30～50mL）的比例，磁力搅拌下将铜源添加到油胺中溶解，制得含铜源的前驱体溶液；将含铜源的前驱体溶液加热至一定温度并持续反应一定时间，反应完成后，待其自然冷却至室温，得到含铜溶液；

（2）按银源与油胺的摩尔体积比为（1.4～5.6mmol）:（30～50mL）的比例，将银源添加到油胺中制得含银源的溶液，然后将含银源的溶液滴加到步骤（1）的含铜溶液中制成混合溶液；将混合溶液加热，并持续反应一段时间后停止反应；待反应产物自然冷却至室温，离心弃上层清夜，收集产物，并用正己烷、去离子水及乙醇依次清洗，每个试剂清洗3～5次，干燥制得铜/银玉米状结构纳米颗粒，其中铜源和银源的摩尔比为1:1。

所述步骤（1）中铜源为二水合氯化铜、五水合硫酸铜、无水乙酸铜中任意一种或几种任意比例的混合。

所述步骤（1）中加热温度为180～210℃，反应时间2.5～3.5h。

所述步骤（1）中，磁力搅拌转速为450～500rpm，时间为15～30min。

所述步骤（2）银源为乙酸银、硝酸银、氯化银中的一种或多种以任意比例混合。

所述步骤（2）所述加热温度为75～90℃，反应时间为1.5～2.5h，离心是在10000rpm下进行15～30 min。

所述步骤（2）干燥温度为55～60℃，干燥时间为15～24h。