[发明专利]一种花形态铜颗粒及其制备方法

说明书

本发明提供一种花形态铜颗粒，其尺寸为0.5μm～6μm，由20片～50片纳米片组成，纳米片的厚度为30nm～200nm。花形态铜颗粒的制备方法包括如下步骤：步骤S1：将无机铜盐溶解在蒸馏水中，加入聚乙二醇和糖精为添加剂，搅拌均匀，得到电解液；步骤S2：将石墨圆片进行打磨抛光处理，依次用无水乙醇和蒸馏水清洗，得到生长基底；步骤S3：将电解液倒入电解反应池，将阳极和生长基底分别连接直流稳压电源的正极和负极，并竖直插入电解反应池中的电解液中，进行电解；步骤S4：电解完成，将生长基底取出后，清洗、干燥，在生长基底表面得到所述花形态铜颗粒。本发明寻找到了一种利用电沉积法制备花形态铜颗粒的新方法。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，具体涉及特别涉及一种花形态铜颗粒及其制备方法。

背景技术

由于在热、电、催化等方面的优异性能，且环境友好，价格低廉，铜的微纳米级颗粒的研究和制备日益引起科研人员的重视，在微电子、半导体、催化、电池、抑菌杀菌等方面广泛应用。

通过控制铜颗粒的结构特征和形貌特征，可实现对其性能的调控和优化。目前，微纳米铜颗粒的形态主要包括：多面体；片状；棒状；球状；线状；枝状等，花形态铜颗粒的报道较少。而花形态的颗粒具有比表面积大的特点，与其他物质接触面积比其他形态多数倍，在反应和测试(如拉曼散射)等过程中具有更多的活性位点和更好的性能。

目前，微纳米铜颗粒的制备方法主要包括：物理化学沉积；机械研磨；电沉积；水热还原；紫外照射；超声合成等。许多方法具有对环境要求高或对环境污染，实验周期长，工艺参数多，制备出来的颗粒形态单一(只能制备一种)等问题，如：中国专利201810380253.4中公布了一种无需模板制备自由态花形铜颗粒的方法，该方法成功制备出了花形态铜颗粒，但步骤较为繁琐，对环境有特殊要求(如真空)，所用仪器较昂贵，且仅能制备花形态。张文凤等人在《花状纳米铜的制备及抗菌性能》中公布了通过液相化学还原法制备花状纳米铜的方法，表现出优良的抗菌抑菌性能，但反应周期较长，制备的纳米铜花瓣偏少，比表面积增加不够高。而电沉积方式作为一种成熟的制备方法被广泛应用于铜颗粒的合成，简单易操作。同时，微纳米颗粒由于表面能高，制备过程中极易发生团聚。针对以上问题，本发明的目的是提出一种花形态铜颗粒及其电沉积制备方法，制备方法简单易操作，对环境无特殊要求，制备的颗粒花瓣丰富。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明提供一种花形态铜颗粒及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种花形态铜颗粒，其特征在于：花形态铜颗粒的尺寸为0.5μm～6μm，其由20片～50片纳米片组成，所述纳米片的厚度为30nm～200nm。

一种花形态铜颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：将无机铜盐溶解在蒸馏水中，加入聚乙二醇和糖精为添加剂，搅拌均匀，得到电解液；

步骤S2：将石墨圆片进行打磨抛光处理，依次用无水乙醇和蒸馏水清洗，得到生长基底；

步骤S3：将电解液倒入电解反应池，将阳极和生长基底分别连接直流稳压电源的正极和负极，并竖直插入电解反应池中的电解液中，进行电解；

步骤S4：电解完成，将生长基底取出后，清洗、干燥，在生长基底表面得到所述花形态铜颗粒。

进一步，步骤S1中，所述无机铜盐为硫酸铜、硝酸铜或氯化铜中的一种或多种。

进一步，步骤S1所得电解液中各成分的浓度为：Cu²⁺的浓度范围为200mmol/L～400mmol/L、聚乙二醇的浓度范围为20mmol/L～30mmol/L、糖精的浓度范围为0.5g/L～1g/L。