核壳结构纳米粉体及其制备方法、纳米流体和抗菌材料与流程

本发明涉及纳米材料，更具体地，涉及一种核壳结构纳米粉体及其制备方法、纳米流体和抗菌材料。

背景技术：

1、纳米粉体是一种具有纳米级尺寸的微小颗粒，其晶粒粒径小于100纳米。纳米流体技术是一种涉及纳米级颗粒和流体的研究领域，该技术以纳米颗粒为基础，通过表面改性或外加物理场等调控和改变纳米颗粒在流体中的分散状态、表面性质和流变性能等流体性能，实现对流体性能的有目标性调控和增强。纳米粉体技术已经取得了许多重要的科学突破和工业应用。纳米颗粒主要分为金属纳米颗粒、氧化物纳米颗粒和有机纳米颗粒等。纳米颗粒具有巨大的比表面积和特殊的表面性质，使其在材料科学、生物医学、环境保护、能源等领域具有广泛的应用前景。

2、目前，随着细菌对抗生素耐药性对人类健康日益升级的威胁，以纳米金属氧化物和金属类抗菌材料为基础的新型无机抗菌体系研究备受关注。利用纳米技术制备的铜系纳米粒子，除具备cu单质，氧化铜类抗菌材料可以有效地抑制细菌、真菌和病毒的生长、耐热性好、对人体无害、成本低、不易受外界条件的影响等优点外，还具有表面积大、活性高，具有更强的抗菌性等优势，对大肠杆菌、肺炎、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、霉菌等常见细菌以及流感病毒和其他病毒均能展现出有效的抑制能力。

3、此外，纳米流体强化传热和散热冷却领域的核心技术研究相对还比较少，传统散热依然普遍采用风冷、水冷等常规热容冷却方式，随着新能源汽车等设备和工具的发展，各国对纳米流体冷却技术的需求、系统的研究会变得越来越迫切，特别是需要具有较高导热性能以及稳定性的纳米流体。

4、纳米颗粒能根据不同应用背景要求，通过对表面改性等方法，可以表现出优异的热物理性能、光学性能、力学性能和化学性能等性能和微观结构。该技术具有广泛的应用前景，包括热管理领域：该纳米技术可以具有优异的热传导性能，可以应用于制造高效的热管、热沉等，提高电子产品的散热能力。电子产品领域：该技术可应用晶圆抛光以及用于制造高性能的电子器件、传感器、储能器等，推动电子行业的发展。新能源领域：该技术可被用于制造高效的催化剂、光伏传热、以及新能源汽车快充散热等，为能源行业的可持续发展提供技术支持。生物医学领域：将纳米颗粒功能化并与生物分子相结合，可以实现对药物的靶向输送、肿瘤治疗和生物传感疾病诊断等应用，纳米流体还具有优异的生物相容性和生物安全性，为生物医学领域的应用提供了可靠的基础。材料强化领域：纳米颗粒由于其高强度和轻质特性，可以被添加到各种材料中，提高其力学性能和耐久性。环境保护领域：纳米颗粒可以用于污水处理、重金属去除等方面，纳米流体可以实现绿色切屑加工液和液压支架液，可减少传统矿山开采等化学试剂的使用，让合成方法更为简单同时，通过化学改性可以使纳米粒子产生防锈性能、耐腐蚀性、高润滑性、耐硬水性、消泡性能等，合成配方大大简化，当支架废弃后也更易于处理支架液。

技术实现思路

1、针对现有技术中的不足，本发明提供了一种氧化铜@铜核壳结构纳米粉体的制备方法，该氧化铜@铜核壳结构纳米粉体制备过程简单、并且与现有技术相比导热性能以及稳定性可以得到显著提高。

2、具体地，本发明是通过以下技术方案来实现的：

3、第一方面，本发明提供了一种氧化铜@铜核壳结构纳米粉体的制备方法，该方法包括：步骤一，取氯化铜或二水氯化铜或硫酸铜作为氧化铜先驱体溶于氨水中；步骤二，将吐温20加入经所述步骤一所得到的溶液；步骤三，取氢氧化钠加入经所述步骤二处理后的溶液，搅拌并加热至80℃～100℃，直至溶液从浅蓝色变色成浓墨色之后进行陈化；步骤四，继续对经步骤三处理后的溶液进行搅拌并保持在80℃～100℃，取盐酸多巴胺或者半胱氨酸或者硬脂酸钠作为表面活性剂加入溶液以对氧化铜纳米颗粒进行表面改性处理；步骤五，分离出经所述步骤四处理后的溶液中的所述氧化铜纳米颗粒；步骤六，将分离的所述氧化铜纳米颗粒，加入水合联氨进行还原，形成氧化铜@铜核壳结构，其中所述氧化铜@铜核壳结构是所述氧化铜纳米颗粒进行还原反应后产生的铜包裹氧化铜的结构；步骤七，提取步骤六处理后的氧化铜@铜核壳结构纳米颗粒，将纳米颗粒干燥后，得到具有所述核壳结构的氧化铜@铜纳米粉体。

4、进一步地，该方法还包括，所述步骤六中所述氧化铜纳米颗粒与水合联氨的配比为1mmol:0.1～10μl。

5、进一步地，该方法还包括，所述步骤一中的氧化铜先驱体与氨水的摩尔配比为1:0.999～372.96。

6、进一步地，该方法还包括，所述步骤三中的氢氧化钠与氧化铜先驱体的摩尔配比为2～12:1。

7、进一步地，该方法还包括，所述步骤四中的表面活性剂与氧化铜先驱体的摩尔配比为1:1.25～20。

8、进一步地，该方法还包括，所述搅拌的条件为300-1000rpm。

9、进一步地，该方法还包括，将乙醇添加到所述步骤四所得到的溶液中，并进一步进行超声波振荡，其中所述乙醇与表面活性剂的比例为30～600ml:1mmol。

10、第二方面，本发明提供了一种氧化铜@铜核壳结构纳米粉体，所述氧化铜@铜核壳结构纳米粉体是根据第一方面所述的氧化铜@铜核壳结构纳米粉体制备方法而制备得到的。

11、第三方面，本发明提供了一种氧化铜@铜核壳结构纳米流体，所述氧化铜@铜核壳结构纳米流体是通过将根据第二方面所述的氧化铜@铜核壳结构纳米粉体通过超声震荡分散到基液中而得到的。

12、第四方面，本发明提供了一种车辆的全液冷系统，所述全液冷系统包括循环泵、储液器或冷凝器，所述全液冷系统采用所述循环泵使得如第三方面所述的氧化铜@铜核壳结构纳米流体通过所述冷凝器而对所述车辆的部件进行散热冷却。

13、第五方面，本发明提供了一种氧化铜@铜核壳结构纳米粉体的应用方法，将根据第二方面所述的氧化铜@铜核壳结构纳米粉体作为抗菌材料用于抗菌。

14、本发明通过采用盐酸多巴胺作为表面活性剂、调整氧化铜先驱体与盐酸多巴胺的摩尔配比、添加高分子聚合物吐温20、调整氨水与氧化铜先驱体摩尔配比以及使氧化铜纳米颗粒进行还原反应而形成氧化铜@铜核壳结构，可以获得与现有技术相比导热性能以及稳定性得到显著提高的氧化铜@铜核壳结构纳米粉体和纳米流体。

技术特征：

1.一种氧化铜@铜核壳结构纳米粉体的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的氧化铜@铜核壳结构纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述步骤六中所述氧化铜纳米颗粒与水合联氨的配比为1mmol:0.1～10μl。

3.根据权利要求1所述的氧化铜@铜核壳结构纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的氧化铜先驱体与氨水的摩尔配比为1:0.999～372.96。

4.根据权利要求1所述的氧化铜@铜核壳结构纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述步骤三中的氢氧化钠与氧化铜先驱体的摩尔配比为2～12:1。

5.根据权利要求1所述的氧化铜@铜核壳结构纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述步骤四中的表面活性剂与氧化铜先驱体的摩尔配比为1:1.25～20。

6.根据权利要求1所述的氧化铜@铜核壳结构纳米粉体的制备方法，其特征在于，所述搅拌的条件为300-1000rpm。

7.根据权利要求1所述的氧化铜@铜核壳结构纳米粉体的制备方法，其特征在于，将乙醇添加到所述步骤四所得到的溶液中，并进一步进行超声波振荡，其中所述乙醇与表面活性剂的比例为30～600ml:1mmol。

8.一种氧化铜@铜核壳结构纳米粉体，其特征在于，所述氧化铜@铜核壳结构纳米粉体是根据权利要求1-7任一项所述的氧化铜@铜核壳结构纳米粉体制备方法而制备得到的。

9.一种氧化铜@铜核壳结构纳米流体，其特征在于，所述氧化铜@铜核壳结构纳米流体是通过将根据权利要求8所述的氧化铜@铜核壳结构纳米粉体通过超声震荡分散到基液中而得到的。

10.一种车辆的全液冷系统，所述全液冷系统包括循环泵、储液器或冷凝器，其特征在于，所述全液冷系统采用所述循环泵使得如权利要求9所述的氧化铜@铜核壳结构纳米流体通过所述冷凝器而对所述车辆的部件进行散热冷却。

11.一种氧化铜@铜核壳结构纳米粉体的应用方法，其特征在于，将根据权利要求8所述的氧化铜@铜核壳结构纳米粉体作为抗菌材料用于抗菌。

技术总结本发明提供一种核壳结构纳米粉体及其制备方法、纳米流体和抗菌材料。该方法包括：取氧化铜先驱体溶于氨水中；将吐温20加入上一步骤所得到的溶液；取氢氧化钠加入上一步骤处理后的溶液，搅拌并加热至80℃～100℃，直至溶液从浅蓝色变色成浓墨色之后进行陈化；继续对上述溶液进行搅拌并保持在80℃～100℃，取表面活性剂加入溶液以对氧化铜纳米颗粒进行表面改性处理；分离出上一步骤处理后的溶液中的氧化铜纳米颗粒；将分离的氧化铜纳米颗粒，加入水合联氨进行还原形成氧化铜@铜核壳结构；提取上一步骤处理后的纳米颗粒，将纳米颗粒干燥后，得到具有氧化铜@铜核壳结构的纳米粉体。技术研发人员：李亚飞,陈新华受保护的技术使用者：界首市人民医院技术研发日：技术公布日：2024/5/29