一种一次制备微纳米结构的制备方法、微纳米结构及其应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116022839A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202111248338.5(22)申请日2021.10.26(71)申请人中国科学院理化技术研究所地址100190北京市海淀区中关村东路29号(72)发明人王磊唐守胜刘静(74)专利代理机构北京知元同创知识产权代理事务所(普通合伙)11535专利代理师谢蓉(51)Int.Cl.C01G9/02(2006.01)B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种一次制备微纳米结构的制备方法、微纳米结构及其应用(57)摘要本发明提供一种制备微纳米结构的制备方法、微纳米结构及其应用。本发明所述制备方法包括：1)将液态金属置于微坑阵列结构的微坑中；2)将步骤1)中带有液态金属的微坑阵列结构置于金属盐水溶液中，进行水热反应，得到具有微纳米结构的固体颗粒。本发明所述制备方法可以一步同时制备得到微纳米结构，可以有效提高微纳米结构的制备速度，降低微纳米材料的制备成本。CN116022839ACN116022839A权利要求书1/1页1.一种微纳米结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：1)将液态金属置于微坑阵列结构的微坑中；2)将步骤1)中带有液态金属的微坑阵列结构置于金属盐水溶液中，进行水热反应，得到具有微纳米结构的固体颗粒。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述液态金属选自镓基液态金属合金或铋基液态金属合金；优选地，所述镓基液态金属选自镓铟液态金属合金。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微坑的平均直径为1μm‑8mm。优选地，所述微坑的间距可以为0.1μm‑8mm。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，将液态金属在其熔点以上铺展在微坑阵列结构的表面，液态金属进入到微坑中。优选地，步骤2)中，所述水热反应的温度为60‑150℃。优选地，所述水热反应的时间为1‑20小时。优选地，所述水热反应的压力为大气压。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述金属盐选自锌盐、银盐或铜盐中的至少一种，例如选自硝酸锌、硝酸银或硝酸铜中的至少一种。优选地，所述金属盐水溶液的浓度为0.001‑0.016g/mL。6.根据权利要求1‑5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：对所述微纳米结构的固体颗粒进行表面疏水处理。优选地，所述表面疏水处理的方法包括：将所述微纳米结构的的固体颗粒经氟硅烷处理，得到表面超疏水的微纳米结构的固体颗粒。7.根据权利要求1‑6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法，包括：将骤1)中具有液态金属的微坑阵列结构置于含有锌盐的水溶液中进行水热反应，在液态金属形成的固态微球表面生长出花瓣状结构的氧化锌。8.一种具有微纳米结构的固体颗粒，其由权利要求1‑7任一项所述的方法制备得到。9.根据权利要求8所述的微纳米结构，其特征在于，所述固体颗粒包括空心多孔球结构；优选的，所述固体颗粒的表面具有花瓣形结构。10.权利要求8或9所述的微纳米结构在超疏水领域和光吸收领域的应用。2CN116022839A说明书1/4页一种一次制备微纳米结构的制备方法、微纳米结构及其应用技术领域[0001]本发明涉及材料制备领域，具体涉及一种一次制备微纳米结构的制备方法、微纳米结构及其应用。背景技术[0002]微纳米结构的特殊结构效应，在很多领域有着不可替代的作用。例如，荷叶表面的自清洁功能主要是由表面微纳米结构引起的。在制备微纳米结构的过程中，很多研究都是通过先制备微米尺度结构，再设计纳米结构，这增加了实验的步骤和成本。发明内容[0003]为了简化实验过程，实现微纳米结构一步制备，本发明提出一种一次制备微纳米结构的制备方法、微纳米结构及其应用。通过这种方法，可以快速制备微纳米结构。[0004]本发明提供一种微纳米结构的制备方法，所述制备方法包括：1)将液态金属置于微坑阵列结构的微坑中；2)将步骤1)中带有液态金属的微坑阵列结构置于金属盐水溶液中，进行水热反应，得到具有微纳米结构的固体颗粒。[0005]根据本发明的实施方案，在步骤2)中，所述液态金属在所述微坑中原位膨胀得到具有微纳米结构的固体颗粒。[0006]根据本发明的实施方案，当液态金属在金属盐水溶液中加热发生水热反应时，液态金属和水溶液中的氢离子发生反应，生成金属的氢氧化物和氧化物，从而产生了从液态变为固态的相变；在液态金属发生相变的过程中，由于氢气的产生，也会导致内部形成多孔。液态金属的相变和氢气的产生，都会导致液态金属在水热反应过程中体积膨胀，从而从微坑中膨胀出来。然后这个膨胀的微球表面为纳米结构的生长提供了晶种