一種鎵及鎵銦合金納米棒的制備方法技術

本發明專利技術提供了一種鎵及鎵銦合金納米棒的制備方法，屬于納米粒子的制備技術領域。本發明專利技術按照1g液態金屬對應20mL分散介質投料，分散介質為乙醇與去離子水的混合液；使用探頭式超聲破碎儀進行超聲破碎，超聲功率控制在600～800W，時間為2～4h，期間注意補充因超聲空化損失的分散劑；超聲結束后，將獲得的分散系靜置10～14h，使其充分老化；將老化后的分散系在1000*G下離心3min，取上清液，上清液中即包含制備的鎵基液態金屬納米棒。本發明專利技術充分利用物理破碎的方法，直接獲得鎵基液態金屬納米棒，純物理過程，無主要化學反應，制備過程安全、高效、快速，且獲得的液態金屬納米棒方便作為基底或“積木”進行進一步的操作。

Method for preparing gallium and gallium indium alloy nanorods

The invention provides a preparation method of gallium and gallium indium alloy nanorods, belonging to the technical field of preparation of nanometer particles. According to the invention of liquid metal 1g 20mL corresponding to the dispersion medium feeding, mixture of ethanol and deionized water as the dispersion medium; using probe type ultrasonic ultrasonic crushing instrument, ultrasonic power control in 600 ~ 800W, the time is 2 ~ 4h, during note added dispersant due to ultrasonic cavitation damage; ultrasound after the end of the the dispersion of static 10 ~ 14h, which will be aging; dispersion after aging under 1000*G 3min centrifugal supernatant, the supernatant, which contains gallium based liquid metal nanorods prepared. The invention fully utilizes the method of physical crushing, directly obtain gallium based liquid metal nanorods, pure physical process, no chemical reaction, the preparation process is safe, efficient, fast, and convenient liquid metal nanorods as substrate or the \building blocks\ for further operation.

【技術實現步驟摘要】
一種鎵及鎵銦合金納米棒的制備方法
本專利技術涉及一種鎵及鎵銦合金納米棒的制備方法，屬于納米粒子的制備

技術介紹
鎵元素具有熔點低，在室溫下易呈現液態的特點；鎵合金熔點比純鎵更低，它們可被統稱為鎵基液態金屬。近年來關于鎵及其合金的研究取得了很大進展，鎵基液態金屬在納米科學
也得到一定的應用。目前已經能夠通過超聲場作用下的物理分散的方法制備粒徑分布較為均一的液態金屬納米球，也可以通過模板擠壓等方法制備液態金屬棒。但是模板擠壓法制備的液態金屬棒一般較大，難以達到納米尺度；并且為了確保制備的球或棒之間不互相融合，往往需要加入大量的穩定劑，使得體系更加復雜，且不利于進一步的后處理或表面改性。若能通過比較簡單的方法，可控地大量制備鎵金屬納米棒，將有望在生物醫藥、3d打印、微型機械設備等領域獲得大量的應用。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決上述現有技術存在的問題，即模板擠壓法制備的液態金屬棒一般較大，難以達到納米尺度；并且為了確保制備的球或棒之間不互相融合，往往需要加入大量的穩定劑，使得體系更加復雜，且不利于進一步的后處理或表面改性。進而提供一種鎵及鎵銦合金納米棒的制備方法。一種鎵及鎵銦合金納米棒的制備方法，由以下步驟實現：步驟一、按照1g液態金屬對應20mL分散介質投料，分散介質為乙醇與去離子水的混合液；步驟二、使用探頭式超聲破碎儀進行超聲破碎，超聲功率控制在600～800W，時間為2～4h，期間注意補充因超聲空化損失的分散劑；步驟三、超聲結束后，將獲得的分散系靜置10～14h，使其充分老化；步驟四、將老化后的分散系在1000*G下離心3min，取上清液，上清液中即包含制備的鎵基液態金屬納米棒，鎵基液態金屬納米棒的直徑為100～200nm，長度為1～1.5μm。步驟一中，去離子水與乙醇的體積比為1:1～5。本專利技術的方法其顯著優勢在于制備步驟十分簡單，不需要額外加入穩定劑即可以保持良好的分散性，亦即不需要特地更換保存用的分散劑；由于無表面穩定劑，方便了對納米棒的進一步操作，如修飾、組裝、融合接枝等；獲得的液態金屬納米棒長度達到微米級，直徑普遍分布在幾十納米到幾百納米范圍內，完全符合納米材料的標準。本專利技術充分利用物理破碎的方法，直接獲得鎵基液態金屬納米棒，純物理過程，無主要化學反應，制備過程安全、高效、快速，且獲得的液態金屬納米棒方便作為基底或“積木”進行進一步的操作。附圖說明圖1為制備的鎵基液態金屬納米棒樣品照片。圖2為采用純鎵制備的液態金屬納米棒的掃描電鏡照片，標尺1μm。圖3為采用鎵銦合金制備的液態金屬納米棒的掃描電鏡照片，標尺2μm。圖4為采用純鎵制備的液態金屬納米棒的透射電鏡照片，標尺1μm。具體實施方式下面將結合附圖對本專利技術做進一步的詳細說明：本實施例在以本專利技術技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式，但本專利技術的保護范圍不限于下述實施例。實施例1本實例中采用的去離子水與乙醇的體積比為1：1，采用的液態金屬為純鎵，制備所用儀器為超聲破碎儀。將純鎵與混合分散劑按照1g液態金屬對應20mL分散介質放入燒杯中，800W功率下超聲破碎4h，超聲結束后，靜置12h，1000*G離心3min，取上清液保存。制備的納米棒長度1～1.5μm，直徑約200nm。實施例2本實例中采用的去離子水與乙醇的體積比為1：3，采用的液態金屬為鎵銦合金，制備所用儀器為超聲破碎儀。將純鎵銦合金與混合分散劑按照1g液態金屬對應20mL分散介質放入燒杯中，600W功率下超聲破碎3h，超聲結束后，靜置12h，1000*G離心3min，取上清液保存。制備的納米棒長度0.9～1.2μm，直徑約120nm。實施例3本實例中采用的去離子水與乙醇的體積比為1：5，采用的液態金屬為鎵銦合金，制備所用儀器為超聲破碎儀。將純鎵銦合金與混合分散劑按照1g液態金屬對應20mL分散介質放入燒杯中，700W功率下超聲破碎2h，超聲結束后，靜置12h，1000*G離心3min，取上清液保存。制備的納米棒長度1～1.2μm，直徑約100nm。本專利技術鎵基液態金屬納米棒結構的評價方法和結果。使用掃描電子顯微鏡(FEIQuanta200F,USA)和透射電子顯微鏡(HitachiH-7650,Japan)表征鎵基液態金屬納米棒的形貌，觀察發現，制備的納米棒普遍呈圓柱形，掃描電鏡二次電子模式下能觀察到側面的曲面形貌，單根納米棒的各部分直徑基本一致；納米棒的長度為1～1.5μm，直徑為60～200nm。結果表明，本專利技術的方法簡單，可操作性好，重復度高，方便大量合成鎵基液態金屬納米棒，具有廣闊的應用前景。以上所述，僅為本專利技術較佳的具體實施方式，這些具體實施方式都是基于本專利技術整體構思下的不同實現方式，而且本專利技術的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
的技術人員在本專利技術揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本專利技術的保護范圍之內。因此，本專利技術的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鎵及鎵銦合金納米棒的制備方法，其特征在于，步驟一、按照1g液態金屬對應20mL分散介質投料，分散介質為乙醇與去離子水的混合液；步驟二、使用探頭式超聲破碎儀進行超聲破碎，超聲功率控制在600～800W，時間為2～4h，期間注意補充因超聲空化損失的分散劑；步驟三、超聲結束后，將獲得的分散系靜置10～14h，使其充分老化；步驟四、將老化后的分散系在1000*G下離心3min，取上清液，上清液中即包含制備的鎵基液態金屬納米棒，鎵基液態金屬納米棒的直徑為100～200nm，長度為1～1.5μm。

【技術特征摘要】
1.一種鎵及鎵銦合金納米棒的制備方法，其特征在于，步驟一、按照1g液態金屬對應20mL分散介質投料，分散介質為乙醇與去離子水的混合液；步驟二、使用探頭式超聲破碎儀進行超聲破碎，超聲功率控制在600～800W，時間為2～4h，期間注意補充因超聲空化損失的分散劑；步驟三、超聲結束后，將獲得的分散系靜置10～14h，使其充分老化；步驟四、將老化后的分散系在1000*G下離心3min，取上清液，上清液中即包含制備的鎵基液態金屬納米棒，鎵基液態金屬納米棒的直徑為100～200nm，長度為1～1.5μm。2.根據權利要求1所述的鎵及鎵銦合金納米棒的制備方法，其特征在于，步驟一中，去離子水與乙醇的體積比為1:1～5。3.根據權利要求1所述的鎵及鎵銦合金納米棒的制備方法，其特征在于，步驟一中，去離子水與乙醇的體積比為1：1。4.根據權利要求1所述的鎵...

【專利技術屬性】
技術研發人員：賀強，李澤生，張紅玥，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江,23