一种优化铜纳米颗粒抗氧化抗腐蚀性能的方法

本发明属于金属材料防腐与抗氧化，具体涉及优化铜纳米颗粒抗氧化/抗腐蚀性能的方法。

背景技术：

1、与体材料相比，纳米尺度下的金属纳米颗粒具有独特的光学、电学、磁学、力学和催化特性，使其在新能源、柔性显示器、催化剂等方面应用广泛，然而铜纳米颗粒尺寸均匀性较差，易被氧化和腐蚀，恶化其导电性和导热性，因此解决铜纳米颗粒容易氧化和腐蚀的问题，至关重要。目前提出的铜纳米颗粒抗氧化/腐蚀性能的方法主要是利用苯并三唑、石墨烯、无机材料等作为氧化抑制剂，钝化铜的表面来提升金属铜的抗氧化/腐蚀性能，但这些方法会降低纳米铜的导电性、导热性以及表面形貌等，这些方法并存在一定局限性。因此，在不影响纳米铜本身性质的前提下，提出一种增强纳米铜耐腐蚀、抗氧化性能的方法具有重要的应用价值。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种优化高纯铜纳米颗粒抗氧化/腐蚀性能的方法，该方法克服背景技术存在的缺点，提供一种在不影响铜纳米颗粒本身性质的前提下，提高铜纳米颗粒抗氧化、抗腐蚀性能的绿色无污染的方法，该方法操作简单，可大规模应用。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种优化铜纳米颗粒抗氧化抗腐蚀性能的方法，包括以下步骤：

4、(1)在容器中加入柠檬酸钠和去离子水超声溶解2～5分钟，之后依次加入乙二醇(eg)和油胺(oam)超声溶解2～5分钟，得到混合溶液，其中，按体积比，去离子水:eg:油胺＝1:12:1，每1ml去离子水使用2～3mmol柠檬酸钠；该步骤需在氧含量低于0.01ppm的手套箱环境中进行；

5、(2)将步骤(1)中所得混合溶液与铜纳米颗粒混合密封置于不锈钢反应釜中，该步骤需在氧含量低于0.01ppm的手套箱环境中进行；

6、(3)把步骤(2)中不锈钢反应釜放置到鼓风干燥烘箱中，加热到120～160℃，并保持8～12小时，冷却至室温取出，离心、洗涤并干燥，获得具有抗氧化抗腐蚀性能的铜纳米颗粒。

7、作为优选，步骤(2)中所述的铜纳米颗粒是铜纳米立方体cu cbs，是通过以下方法制备的：将摩尔比5.3:1的三正辛基氧膦(topo)和溴化亚铜(cubr)溶解于油胺中，在氮气环境中，由室温升至120～130℃，搅拌排气0.5～1.5小时，注入2.5倍cubr摩尔量n,n-二甲基甲酰胺(dmf)，温度升至250～280℃，反应1小时后降至室温，收集沉淀物，离心收集并真空干燥。

8、作为优选，步骤(2)中每1mg铜纳米颗粒使用0.35～0.7ml步骤(1)的混合溶液。

9、作为优选，步骤(3)中反应釜是在30分钟内由室温升至160℃。

10、作为优选，步骤(3)中所述的洗涤是采用无水乙醇和去离子水交替洗样，总共洗样3～4次。

11、有益效果：

12、1、本发明操作简单，低成本，可大规模应用。

13、2、参与表面处理的试剂柠檬酸钠绿色污染。

14、3、本发明的方法，获得的cu cbs-sc具有明显的抗氧化、抗腐蚀性能。

技术特征：

1.一种优化铜纳米颗粒抗氧化抗腐蚀性能的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种优化铜纳米颗粒抗氧化抗腐蚀性能的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的铜纳米颗粒是铜纳米立方体cu cbs，是通过以下方法制备的：将摩尔比5.3:1的三正辛基氧膦和溴化亚铜溶解于油胺中，在氮气环境中，由室温升至120～130℃，搅拌排气0.5～1.5小时，注入2.5倍溴化亚铜摩尔量n,n-二甲基甲酰胺，温度升至250～280℃，反应1小时后降至室温，收集沉淀物，离心收集并真空干燥。

3.根据权利要求1所述的一种优化铜纳米颗粒抗氧化抗腐蚀性能的方法，其特征在于，步骤(2)中每1mg铜纳米颗粒使用0.35～0.7ml步骤(1)的混合溶液。

4.根据权利要求1所述的一种优化铜纳米颗粒抗氧化抗腐蚀性能的方法，其特征在于，步骤(3)中反应釜是在30分钟内由室温升至160℃。

5.根据权利要求1所述的一种优化铜纳米颗粒抗氧化抗腐蚀性能的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的洗涤是采用无水乙醇和去离子水交替洗样，总共洗样3～4次。

技术总结
本发明的一种优化铜纳米颗粒抗氧化抗腐蚀性能的方法属于金属材料防腐与抗氧化技术领域，步骤为：在容器中加入柠檬酸钠和去离子水超声溶解，之后依次加入乙二醇和油胺超声溶解，再加入高纯粉末状Cu CBs超声分散，得到的混合溶液密封放入不锈钢反应釜中，将反应釜置于鼓风干燥烘箱中，加热到120～160℃，并保持8～12小时，冷却至室温取出，离心、洗涤，干燥，获得抗氧化/抗腐蚀性能显著提升的Cu CBs‑SC。本发明操作简单，成本低，可大规模应用，参与合成的试剂柠檬酸钠无毒害，避免了对环境造成污染。

技术研发人员：隋永明,王娜娜,邹勃
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21