多元合金非紧密排列球形纳米颗粒阵列的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106958006A(43)申请公布日2017.07.18(21)申请号201710229277.5(22)申请日2017.04.10(71)申请人江西科技师范大学地址330000江西省南昌市红谷滩新区红角洲学府大道589号(72)发明人张洪华向军淮王楚邱小芳(51)Int.Cl.C23C14/16(2006.01)C23C14/18(2006.01)C23C14/58(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称多元合金非紧密排列球形纳米颗粒阵列的制备方法(57)摘要多元合金非紧密排列球形纳米颗粒阵列的制备方法。本发明公开了非密排的二元以及多元合金球形纳米颗粒有序阵列的制备方法，首先采用气液界面自组装的方法在基底上合成聚合物六方排列紧密接触的单层胶体球阵列；然后在附着有所述单层胶体球晶体阵列的基底上，采用物理气相沉积方法沉积金属A；沉积金属A后，在马弗炉中1100摄氏度左右加热3小时。在上述已处理基底表面，继续采用物理气相沉积方法沉积一种或多种金属B(C)；沉积金属B后，在管式炉中通N2+H2(4％H2)保护气氛，750摄氏度加热3小时后，在基底获得A-B(A-B-C)合金的非紧密排列球形纳米颗粒有序阵列。实现了简单的物理手段对合金纳米颗粒周期、尺寸的有效控制，得到有序非密排球状纳米合金颗粒阵列。CN106958006ACN106958006A权利要求书1/1页1.两种或多种金属合金非紧密排列球形纳米颗粒阵列的制备方法，其特征在于，包括步骤：首先，采用自组织方法在基底上合成六方排列紧密接触的聚合物单层胶体球晶体阵列；然后，在附着有所述聚合物单层胶体球晶体阵列的基底上，采用物理沉积方法沉积金属A；沉积金属A后，在马弗炉中900至1100摄氏度加热0.2至4小时后，即可在基底获得金属A非紧密排列球形纳米颗粒有序阵列；然后，在样品表面继续物理沉积方法沉积金属B；沉积金属B后，在管式炉中(N2+H2保护气氛)600至800摄氏度加热0.5至3小时，即可在基底获得A-B合金非紧密排列球形纳米颗粒有序阵列；然后，在样品表面继续物理沉积方法沉积金属C；沉积金属C后，在管式炉中(N2+H2保护气氛)600至800摄氏度加热0.5至3小时，即可在基底获得A-B-C合金非紧密排列球形纳米颗粒有序阵列；所述聚合物单层胶体球晶体阵列中胶体球尺寸为200纳米至2000纳米；所述物理沉积方法沉积的金属厚度为10纳米至400纳米；所述的金属非紧密排列球形纳米颗粒阵列中金属纳米颗粒尺寸在40纳米到1500纳米；所述的有序合金非紧密排列球形纳米颗粒有序阵列中阵列周期在200纳米至2000纳米。2.根据权利要求1所述的两种或多种金属合金非紧密排列球形纳米颗粒阵列的制备方法，其特征在于：所述的聚合物为聚苯乙烯；所述金属A、B、C选自以下任一种：Au、Ag、Cu、Pt、Ni、Fe、Cr、Al；沉积金属A后，在马弗炉中1100摄氏度加热2小时；在管式炉中(N2+H2保护气氛)750摄氏度加热3小时。3.根据权利要求1所述的两种或多种金属合金非紧密排列球形纳米颗粒阵列的制备方法，其特征在于，所述物理沉积方法包括磁控溅射沉积、热蒸发沉积或者电子束蒸发沉积。2CN106958006A说明书1/4页多元合金非紧密排列球形纳米颗粒阵列的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种二元及多元合金球形纳米颗粒有序阵列及其制备方法，尤其是一种非紧密排列的合金纳米颗粒阵列及其制备方法。背景技术[0002]纳米颗粒具有十分独特的力学、光学、电学、热力学以及磁学性能，也是下一代器件的构筑单元；如果将不同形状、结构的纳米颗粒在指定的足够大的衬底上，按照一定的方式规则地排列起来，则可构成各种有序纳米结构阵列，这样可使材料的性质具有很好的稳定性和均一性，纳米结构阵列既具有纳米颗粒的独特性质，而且，由于颗粒之间的耦合作用，还可能具有组成单元(纳米颗粒)所不具有的新效应、新性质。这种有序纳米结构阵列，可促进纳米结构单元在纳米器件组装中的应用，有利于其进一步器件化。[0003]双元以及多元金属(Au，Ag，Cu，Pt等)纳米颗粒，由于其组成、结构等具有极大的可调性，展现出优于单元金属纳米颗粒独特的物理化学性质，在催化、化学传感、生物医药、光电子器件等领域均具有广泛的应用前景。多元合金纳米颗粒的诸多优异性能与其元素组成、尺寸和颗粒分布、形貌密切相关。目前制备合金纳米颗粒的方法主要有溶液还原法、水热溶剂热法、溶胶凝胶法、电化学还原法等液相共还原合成方法。尽管报道较多，但仍然有些问题有待解决：第一，合金纳米颗粒合成主要采用溶剂热法或者液相生长法，得到的纳米颗粒一般成片状，星形以及多面体形状，很难直接在溶液中生长