一種單分散球形納米銅鐵的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種納米材料的的制備方法，具體來說是涉及一種單分散球形納米 CuFe的制備方法。
【背景技術】
[0002] 納米顆粒由于較小的粒徑尺寸及較大的比表面積而展現出強烈的表面效應、量子 尺寸效應，這使得納米材料具有特異的化學、磁、光、電、熱等性質。因此，納米材料被廣泛應 用于催化、環境、能源、傳感、光電材料等領域。納米雙金屬材料不僅具有單金屬的特性，而 且由于二者協同作用而展現出許多單金屬不具備的性質，有的甚至達到或接近貴金屬在某 方面的使用性能，因而納米雙金屬的研究逐漸受到研究人員的關注。其中，納米CuFe雙金屬 廣泛用于選擇性催化除去廢水中氯、氮，及C0加氫合成低碳醇等。目前，納米CuFe雙金屬催 化劑的制備常用共沉淀法、水熱法、溶膠凝膠法、共還原法。但以上方法工藝復雜且制得的 納米顆粒團聚嚴重，粒度、形貌不能得到有效的控制。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是提供一種尺寸均一、分散性好及制備過程簡單的納米CuFe雙金屬 的制備方法。
[0004] 具體制備方法為:在高溫惰性氣氛條件下，利用有機溶劑將銅鐵有機鹽還原，形成 結合良好的納米CuFe雙金屬。
[0005] -種單分散球形納米銅鐵的制備方法，其特征包括如下步驟：
[0006] (1)將銅鹽、鐵鹽和穩定劑溶于有機溶劑中，攪拌至混合均勻，控制銅鐵總金屬離 子濃度為〇. 1-0.5mol/L，控制穩定劑與有機溶劑的體積比為0.02-0.2,控制銅鹽和鐵鹽的 摩爾比為0.2-5;
[0007] (2)將體系在110-140°C用N2吹掃0.5-1.5小時，升溫至220-280°(3進行反應2-511， 控制攪拌速率為280-400r/min，反應完畢后自然降至室溫；
[0008] (3)用乙醇將納米體系沉淀，之后用正己烷洗滌三次，將所得到的沉淀用正己烷重 新分散，在60_80°C真空干燥箱干燥16-24h后，即為單分散的納米CuFe雙金屬顆粒。
[0009] 所述的銅鹽為乙酸銅、乙酰丙酮銅中的一種。
[0010] 所述的鐵鹽為乙酰基二茂鐵、乙酰丙酮鐵中的一種。
[0011] 所述的有機溶劑為油胺(OAm)、二苯醚(BE)中的一種或者兩者的混合物，且兩者的 混合物中油胺占總有機溶劑體積比控制在〇. 4-1。
[0012] 所述的穩定劑為油酸(0A)、三辛基氧膦(Τ0Ρ0)、三辛基膦(TOP)、1-十八烯(0DE)的 一種或者幾種的混合物。
[0013] 本發明具有如下優點：
[0014] 1.操作簡單、合成速率快，一步合成出良好分散性的CuFe雙金屬納米顆粒。
[0015] 2.制得的納米顆粒粒徑大小在8_14nm，且粒徑分布窄。
【附圖說明】：
[0016] 圖1為實施例1所制備的典型CuFe雙金屬納米粒子的TEM圖。
[0017] 圖2是實施例5所制備的典型CuFe雙金屬納米粒子的TEM圖。
【具體實施方式】
[0018] 實施例1
[0019] 稱取0.41g乙酸銅、0.35g乙酸丙酮鐵、lml三辛基膦溶于25ml油胺中，50°C加熱溶 解得到均相溶液，將上述溶液置于110°c油浴中N2吹掃1小時，吹掃過后快速升溫至220°C反 應2小時，攪拌速率為300r/min，反應后自然降至室溫，得到均一的納米體系。用60ml乙醇將 上述納米體系沉淀，離心分離，再用正己烷洗滌3次，將得到的沉淀用正己烷重新分散，在65 °C真空干燥箱中干燥24h，所得粉末即為14nmCuFe雙金屬納米顆粒。
[0020] 實施例2
[0021 ] 稱取0.60g乙酸銅、0.35g乙酸丙酮鐵、3ml 1-十八稀溶于35ml二苯醚(BE)與油胺 (〇Am)的混合溶液中（體積比BE: 0Am= 1/6)，50°C加熱溶解得到均相溶液，將上述溶液置于 140°C油浴中用仏吹掃1小時，吹掃過后快速升溫至245°C反應3.5小時，攪拌速率為400r/ min，反應完畢后自然降至室溫，得到均一的納米體系。用60ml乙醇將上述納米體系沉淀，離 心分離，再用正己烷洗滌3次，將得到的沉淀用正己烷重新分散，在80°C真空干燥箱中干燥 22h，所得粉末即為13.5nmCuFe雙金屬納米顆粒 [0022] 實施例3
[0023] 稱取1.52g乙酰丙酮銅、0.32g乙酰基二茂鐵、4ml三辛基氧膦溶于30ml二苯醚(BE) 與油胺(〇Am)混合溶液中（體積比BE: 0Am= 1/5)，50°C加熱溶解得到均相溶液，將上述溶液 置于120°C油浴中用N2吹掃1.5小時，吹掃完后快速升溫至230°C反應3小時，攪拌速率為 380r/min，反應完畢后自然降至室溫，得到均一的納米體系。用60ml乙醇將上述納米體系沉 淀，離心分離，再用正己烷洗滌3次，將得到的沉淀用正己烷重新分散，在70°C真空干燥箱中 干燥22h，所得粉末即為12nmCuFe雙金屬納米顆粒。
[0024] 實施例4
[0025] 稱取0.52g乙酸丙酮銅、0.53g乙酸丙酮鐵、6ml油酸及1.5ml三辛基膦溶于30ml油 胺中，50°C加熱溶解得到均相體系，將上述體系置于110°C油浴中用犯吹掃1.5h，吹掃完畢 后快速升溫至260°C反應2小時，攪拌速率為280r/min，反應完畢自然降至室溫，得到均一的 納米體系。用60ml乙醇將上述納米體系沉淀，離心分離，再用正己烷洗滌3次，將得到的沉淀 用正己烷重新分散，在80°C真空干燥箱中干燥18h，所得粉末即為lOnmCuFe雙金屬納米顆 粒。
[0026] 實施例5
[0027] 稱取0.32g乙酰丙酮銅、0.42g乙酰基二茂鐵、lml三辛基膦與4ml 1-十八烯溶于 35ml二苯醚(BE)與油胺(OAm)混合溶液中（體積比BE: OAm = 2/5)，50°C加熱溶解得到均相溶 液，將上述溶液置于135°C油浴中用犯吹掃1小時，吹掃完后快速升溫至280°C反應3.5小時， 攪拌速率為340r/min，反應完畢后自然降至室溫，得到均一的納米體系。用60ml乙醇將上述 納米體系沉淀，離心分離，再用正己烷洗滌3次，將得到的沉淀用正己烷重新分散，在60°C真 空干燥箱中干燥16h，所得粉末即為8.5nmCuFe雙金屬納米顆粒。
[0028] 實施例6
[0029] 稱取0.62g乙酸丙酮銅、0.45g乙酸丙酮鐵、4ml 1-十八稀與2.5ml三辛基氧膦溶于 35ml油胺中，50°C加熱溶解得到均相體系，將上述體系置于110°C油浴中用N2吹掃1小時，吹 掃完畢后快速升溫至255°C反應2.5小時，攪拌速率為350r/min，反應完畢自然降至室溫，得 到均一的納米體系。用乙醇將上述納米體系沉淀，離心分離，再用正己烷洗滌3次，將得到的 沉淀用正己烷重新分散，在65°C真空干燥箱中干燥20h，所得粉末即為12nm雙金屬納米顆 粒。
[0030]本發明實施例得到的CuFe雙金屬納米顆粒的組成、粒徑列于表一。
[0031 ]表一不同控制條件下得到的銅鐵摩爾比及雙金屬納米顆粒的粒徑
【主權項】
1. 一種單分散球形納米銅鐵的制備方法，其特征在于包括如下步驟： (1) 將銅鹽、鐵鹽和穩定劑溶于有機溶劑中，攪拌至混合均勻，控制銅鐵總金屬離子濃 度為0.1-0.5mol/L，控制穩定劑與有機溶劑的體積比為0.02-0.2，控制銅鹽和鐵鹽的摩爾 比為0.2-5; (2) 將體系在110_140°C用N2吹掃0.5-1.5小時，升溫至220-280°(3進行反應2-511，控制攪 拌速率為280-400r/min，反應完畢后自然降至室溫； (3) 用乙醇將納米體系沉淀，之后用正己烷洗滌三次，將所得到的沉淀用正己烷重新分 散，在60-80°C真空干燥箱干燥16-24h后，即為單分散的納米CuFe雙金屬顆粒。2. 如權利要求1所述的一種單分散球形納米銅鐵的制備方法，其特征在于所述的銅鹽 為乙酸銅、乙酰丙酮銅中的一種。3. 如權利要求1所述的一種單分散球形納米銅鐵的制備方法，其特征在于所述的鐵鹽 為乙酰基二茂鐵、乙酰丙酮鐵中的一種。4. 如權利要求1所述的一種單分散球形納米銅鐵的制備方法，其特征在于所述的有機 溶劑為油胺、二苯醚中的一種或者兩者的混合物。5. 如權利要求4所述的一種單分散球形納米銅鐵的制備方法，其特征在于兩者的混合 物中油胺占總混合物體積比控制在〇. 4-1。6. 如權利要求1所述的一種單分散球形納米銅鐵的制備方法，其特征在于所述所述的 穩定劑為油酸、三辛基氧膦、三辛基膦、1-十八烯的一種或者幾種的混合物。
【專利摘要】一種單分散球形納米銅鐵的制備方法是將銅鹽、鐵鹽和穩定劑溶于有機溶劑中，控制銅鐵總金屬離子濃度為0.1-0.5mol/L，控制穩定劑與有機溶劑的體積比為0.02-0.2，控制銅鹽和鐵鹽的摩爾比為0.2-5；將體系在110-140℃用N2吹掃0.5-1.5小時，升溫至220-280℃進行反應2-5h，控制攪拌速率為280-400r/min，反應完畢后自然降至室溫；用乙醇將納米體系沉淀，之后用正己烷洗滌三次，將所得到的沉淀用正己烷重新分散，在60-80℃真空干燥箱干燥16-24h后，即為單分散的納米CuFe雙金屬顆粒。本發明具有尺寸均一、分散性好及制備過程簡單的優點。
【IPC分類】B22F9/24
【公開號】CN105414558
【申請號】CN201510764479
【發明人】房克功, 侯賓, 韓信有, 林明桂, 趙璐
【申請人】中國科學院山西煤炭化學研究所
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月11日