专利名称：一种在铜材料上覆盖银纳米片的方法
技术领域：
本发明涉及一种在铜材料上覆盖银纳米片的方法，属于无机纳米材料制备技术领域。
背景技术：
银、铜材料作为导电材料广泛应用于电子、机电、通讯、印刷、航空航天、军工等各 个行业的导电、电磁屏蔽领域。同时可以屏蔽电磁波，使产品不受电磁波干扰，也可以防护 电磁辐射对人体造成的伤害，以及绝缘体的导电处理。银是所有金属中导电性能最好的，银 纳米材料也是表面增强拉曼散射效果最好的金属，银性能稳定，不容易被氧化。但是，其价 格昂贵，资源短缺，只能应用于部分必需场合，极大的限制了银的应用范围。而铜的价格便 宜，导电性优良，被广泛应用于导电材料、电极材料、催化剂等领域。但是超细铜粉的化学 性质比银活泼，容易发生氧化，在铜的表面生成氧化物薄膜，而且，铜粉越小，其比表面积越 大，越容易被氧化，这给超细铜粉的大规模应用带来了极大的困难。 而银包铜粉抗氧化性能好，导电性好、电阻率低、具有高稳定性；它既克服了银粉 价格昂贵、易迁移等缺陷，又解决了铜粉易氧化的问题，是很有发展前途的一种高导电材 料。但现有方法只能在铜表面覆盖一层银，而不能控制这层的银的形貌。因此我们选用硝 基苯甲酸为调节剂，在铜材料上合成了银纳米片，这种新材料不仅具有很高的导电性和抗 氧化性，而且具有很高的表面增强拉曼光谱性活性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种在铜材料上覆盖银纳米片的方法。
—种在铜材料上覆盖银纳米片的方法，步骤如下 1)称取O. I-IO毫摩尔一价银盐和O. 1-10毫摩尔硝基苯甲酸，溶于10-500毫升水 或10-500毫升乙醇中或10-500毫升水与乙醇的混合液中；在水与乙醇的混合液中水与乙
醇的体积比为o. i-io : i; 2)将0. 01-100克铜材料浸泡入上述溶液中，静置反应或者搅拌、震荡助其反应5 秒至24小时，得到覆盖银纳米片的铜材料； 3)将步骤2)所得的覆盖银纳米片的铜材料用水或乙醇清洗。
步骤1)所述的一价银盐为硝酸银或乙酸银或高氯酸银或磷酸银中的一种。
步骤1)所述的硝基苯甲酸为2-硝基苯甲酸或3-硝基苯甲酸或4-硝基苯甲酸或 3 ， 4- 二硝基苯甲酸或2 ， 4- 二硝基苯甲酸中的一种。 步骤2)所述的铜材料为铜箔或铜粉或铜片或铜网或铜丝或铜管中的一种。
产物的物相通过X光衍射谱(XRD)测试，采用Bruker D8 X-射线衍射仪以Cu-K a 射线(波长人=1.54178 A)为衍射光源对产物作X光衍射分析。产物的形貌通过扫描电 子显微镜照片(SEM)显示，采用JE0L JSM-7600F冷场发射扫描电子显微镜，加速电压为 5. OkV。
本发明利用单质铜与银离子之间的置换反应，利用硝基苯甲酸为控制剂，在铜材 料表面覆盖一层银纳米片。设计合理，操作简单，反应易控，重复性好、无污染、安全性好、易 于大规模生产。所得的表面覆盖银纳米片的铜材料，银纳米片尺寸均匀，覆盖密度大，导电 性高，抗氧化能力强，可以广泛地应用于电真空器件、印刷电路、集成电路、引线框架、导电 胶、屏蔽漆、导电漆，及各种有导电、导静电等需要的微电子技术领域、非导电物质表面金属 化处理等工业，是一种新型的导电复合材料。在铜材料上的银纳米片具有非常高而且稳定 的增强效果，也可以用于表面增强拉曼光谱基底。
图1是本发明实施例1制备的覆盖银纳米片的铜材料的X射线衍射谱(XRD)。
图2是本发明实施例l制备的覆盖银纳米片的铜材料的扫描电子显微镜照片 (SEM)。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。 以下实施例制备的覆盖银纳米片的铜材料通过X射线衍射谱(XRD)测试，采用 BrukerD8X-射线衍射仪以Cu-K a射线(波长X = 1.54178 A:)为衍射光源对产物作X光衍 射分析。产物的形貌通过扫描电子显微镜照片(SEM)显示，采用JE0L JSM-7600F冷场发射 扫描电子显微镜，加速电压为5. OkV。
实施例1 : 覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤如下 1)称取2毫摩尔硝酸银和1毫摩尔2-硝基苯甲酸，溶于70毫升水和30毫升乙醇 混合液中； 2)将2克铜箔浸泡入上述溶液中，静置使其反应5分钟；
3)将步骤2)所得的覆盖银纳米片的铜材料用水或乙醇清洗。 实施例2 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是用乙酸 银代替硝酸银。 实施例3 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是用高氯 酸银代替硝酸银。 实施例4 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是用磷酸 银代替硝酸银。
实施例5 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是用3-硝
基苯甲酸代替2-硝基苯甲酸。 实施例6:覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是用用 4-硝基苯甲酸代替2-硝基苯甲酸。 实施例7 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是用3， 4- 二硝基苯甲酸代替2-硝基苯甲酸。 实施例8:覆盖银纳米片的铜材料的制 方法，步骤同实例l，不同之处是用2， 4- 二硝基苯甲酸代替2-硝基苯甲酸。
实施例9 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是用铜粉 代替铜箔。 实施例10 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是用铜片 代替铜箔。 实施例11 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是用铜网 代替铜箔。 实施例12 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是用铜丝 代替铜箔。 实施例13 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是用铜管 代替铜箔。
实施例14 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是搅拌使
其反应。
实施例15 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是振荡使
其反应。 实施例16 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是静置反 应时间为5秒。 实施例17 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是静置反 应时间为1小时。 实施例18 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是静置反 应时间为24小时。 实施例19 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是用0. 1 毫摩尔硝酸银和0. 1毫摩尔2-硝基苯甲酸。 实施例20 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是用IO毫 摩尔硝酸银和10毫摩尔2-硝基苯甲酸。 实施例21 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是只用10
毫升乙醇。 实施例22 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是只用 500毫升乙醇。 实施例23 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是只用10
毫升水。 实施例24 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是只用 500毫升水。 实施例25 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是用IO毫 升水和IOO毫升乙醇。 实施例26 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是用100 毫升水和IO毫升乙醇。 实施例27 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是用250 毫升水和250毫升乙醇。 实施例29 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是用5毫升水和5毫升乙醇。 实施例30 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是用0. 01
克铜箔。
实施例31 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例l，不同之处是用100
克铜箔。 实施例32 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例2，不同之处是用铜粉 代替铜箔。 实施例33 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例2，不同之处是用铜片 代替铜箔。 实施例34 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例2，不同之处是用铜网 代替铜箔。 实施例35 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例2，不同之处是用铜丝 代替铜箔。 实施例36 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例2，不同之处是用铜管 代替铜箔。 实施例37 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例2，不同之处是用0. 1 毫摩尔乙酸银和0. 2毫摩尔4-硝基苯甲酸。 实施例38 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例2，不同之处是10毫摩 尔乙酸银和5毫摩尔2，4- 二硝基苯甲酸。 实施例39 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例2，不同之处是静置反 应时间为30分钟。 实施例40 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例21，不同之处是10毫 摩尔乙酸银和5毫摩尔2，4- 二硝基苯甲酸。 实施例41 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例24，不同之处是用搅 拌使其反应。 实施例42 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例27，不同之处是用只 用l()O毫升水。 实施例43 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例7，不同之处是用高氯 酸银代替硝酸银。 实施例44 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例31，不同之处是用100 毫升水和IOO毫升乙醇。 实施例45 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例8，不同之处是用铜粉 代替铜箔。 实施例46 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例33，不同之处是静置 反应时间为20分钟。 实施例47 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例34，不同之处是用振 荡使其反应。 实施例48 :覆盖银纳米片的铜材料的制备方法，步骤同实例34，不同之处是用磷 酸银代替硝酸银。
权利要求
一种在铜材料上覆盖银纳米片的方法，其特征在于，方法如下1)称取0.1-10毫摩尔一价银盐和0.1-10毫摩尔硝基苯甲酸，溶于10-500毫升水或10-500毫升乙醇中或10-500毫升水与乙醇的混合液中；在水与乙醇的混合液中水与乙醇的体积比为0.1-10∶1；2)将0.01-100克铜材料浸泡入上述溶液中，静置反应或者搅拌、震荡助其反应5秒至24小时，得到覆盖银纳米片的铜材料；3)将步骤2)所得的覆盖银纳米片的铜材料用水或乙醇清洗。
2. 如权利要求l所述的一种在铜材料上覆盖银纳米片的方法，其特征在于，步骤l)所 述的一价银盐为硝酸银或乙酸银或高氯酸银或磷酸银中的一种。
3. 如权利要求l所述的一种在铜材料上覆盖银纳米片的方法，其特征在于，步骤l)所 述的硝基苯甲酸为2-硝基苯甲酸或3-硝基苯甲酸或4-硝基苯甲酸或3 ， 4- 二硝基苯甲酸 或2， 4- 二硝基苯甲酸中的一种。
4. 如权利要求1所述的一种在铜材料上覆盖银纳米片的方法，其特征在于，步骤2)所 述的铜材料为铜箔或铜粉或铜片或铜网或铜丝或铜管中的一种。
全文摘要
一种在铜材料上生长银纳米片的方法，属于无机纳米材料制备领域。本发明利用单质铜与银离子之间的置换反应，利用硝基苯甲酸为控制剂，在铜材料表面覆盖一层银纳米片。设计合理，操作简单，反应易控，重复性好、易于大规模生产。银纳米片尺寸均匀，分布密度大，具有很高的导电性和抗氧化性。可以用于表面增强拉曼光谱和电子工业等领域。
文档编号C23C18/42GK101781759SQ201010115658
公开日2010年7月21日 申请日期2010年3月2日 优先权日2010年3月2日
发明者占金华, 来永超 申请人:山东大学