[发明专利]一种叶片状多孔铜纳米片的制备方法

说明书

本发明公开了一种叶片状多孔铜纳米片的制备方法，包括以下步骤：一、将聚乙二醇和氯化铜溶解在去离子水中；二、向混合溶液中加入氨水；三、将铜氨络合溶液进行水浴并加入氢氧化钠溶液；四、将铜氧化物纳米片进行氢气热还原处理，得到叶片状多孔铜纳米片。本发明通过铜离子与氨结合形成铜氨络合溶液，加入氢氧化钠溶液生成氢氧化铜纳米线，在水浴下，被氧化形成氧化铜，并且在氨的吸附作用下形成氧化铜纳米片，采用热还原处理，在不改变其片状形貌的同时获得多孔叶片状铜纳米片，得到的叶片状多孔铜纳米片具有较小的厚度和较大的片径，具有分散性好、粒径均匀和洁净度高的优点，可作为柔性印刷电路用纳米金属导电填料。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种叶片状多孔铜纳米片的制备方法。

背景技术

柔性电子技术的蓬勃发展对柔性印刷电路用导电填料的要求越来越高，不但需要优异的导电性，还需要较低的成本。铜是一种储量大、价格低、导电性能优异的金属材料，将其制备成纳米材料是金属导电填料的一个重要发展方向。

由于形貌和尺寸的巨大差异，铜纳米材料可分为纳米颗粒、纳米线和纳米片等。目前制备技术简单的铜纳米颗粒已经实现了产业化，而制备技术相对复杂的铜纳米线和铜纳米片较难产业化。与铜纳米颗粒相比，一维结构的铜纳米线和二维结构的铜纳米片在柔性印刷电路进行变形时仍然可形成较好的接触，可作为柔性印刷电路中较为优异的导电填料。因此，开发铜纳米片的简单制备技术对柔性印刷电子产业的发展具有十分重要的意义。

目前制备铜纳米片的方法主要集中在液相还原法和电化学法，其中液相还原法具有操作简单、设备依赖性低的特点，是制备铜纳米片的常用方法。然而现有液相还原法制备铜纳米片普遍需要加入大量有机溶剂、长链表面活性剂或软硬模板，这给铜纳米片的清洗提纯带来了巨大不便。被有机物附着的铜纳米片在作为导电填料应用于印刷电路时，必然会导致电路电阻增加，不利于柔性电子产品性能的提高。

因此，需要提供一种无需大量有机溶剂，且具有较小的厚度和较大的片径，可作为优异的柔性印刷电路用铜基导电填料的叶片状多孔铜纳米片的制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种叶片状多孔铜纳米片的制备方法。该方法在液相中通过铜离子与氨结合形成铜氨络合溶液，加入氢氧化钠溶液生成氢氧化铜纳米线，在水浴条件下，被氧化形成氧化铜，并且在氨的吸附作用下组装形成叶片状氧化铜纳米片，采用氢气热还原处理所得氧化铜纳米片，可在不改变其片状形貌的同时获得多孔叶片状铜纳米片，得到的叶片状多孔铜纳米片具有较小的厚度和较大的片径，具有分散性好、粒径均匀和洁净度高的优点。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种叶片状多孔铜纳米片的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将聚乙二醇和氯化铜溶解在去离子水中，得到混合溶液；所述混合溶液中聚乙二醇的质量浓度为1g/L～4g/L，氯化铜的质量浓度为0.5g/L～5g/L；

步骤二、向步骤一中得到的混合溶液中加入氨水，然后进行搅拌，得到铜氨络合溶液；

步骤三、将步骤二中得到的铜氨络合溶液在搅拌条件下进行水浴加热，随后向铜氨络合溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液进行反应，得到铜氧化物纳米片；所述水浴加热的温度为75℃～95℃，所述反应的时间为0.5h～5h；

步骤四、将步骤三中得到的铜氧化物纳米片进行氢气热还原处理，得到叶片状多孔铜纳米片；所述氢气热还原处理的条件为：采用氢气作为还原气氛，以1℃/min～10℃/min的升温速率加热至150℃～200℃后保温0.5h～2h。