一种金铜纳米片的快速制备方法

本发明属于但不限于纳米材料，尤其涉及一种金铜纳米片的快速制备方法。

背景技术：

1、在纳米材料科学领域，金铜纳米片的研究与应用愈发重要，其凭借独特的尺寸效应和优异性能展现出巨大潜力，在电子器件、化学催化、生物医学等众多领域有广泛需求。比如，金铜纳米片可以用于制造柔性电极。利用纳米级尺寸的金铜纳米片，在柔性基底上形成充满微观孔隙的连续薄膜，从而提高电极的表面积和导电性能。这种结构不仅能够增强电子传输效率，还能够减轻电极和基底之间的应变差异，从而提高了电极的稳定性和寿命。

2、目前，对金铜纳米片合成的报道较少，且现存的一些金铜纳米粒子制备方法存在局限性，如过程复杂、涉及多道工序与多种试剂导致操作繁琐且效率低，增加了时间和人力成本并限制大规模应用；部分方法对环境不够友好，使用大量有毒有害化学物质或产生较多废弃物，不符合可持续发展要求；且在实际应用中对金铜纳米片性能要求不断提高，包括尺寸均匀性、结晶度、稳定性等，而现有制备方法在精确控制这些参数上存在挑战，难以满足日益苛刻的应用需求，所以开发快速、高效、环保且能精确控制金铜纳米片性能的制备方法极为关键和紧迫，是当前纳米材料研究领域亟待解决的重要问题。

3、例如，专利(cn108326320b)通过配制铜前驱体和金前驱体混合溶液，加入甲苯和四辛基溴化铵进行处理，在惰性气氛下经搅拌、加入还原剂等步骤来制备呈立方体状且尺寸在2至8nm之间金铜合金纳米粒子的方法；专利(cn117483745a)公开了一种配制复合纳米金铜溶液与复合纳米银铜溶液的方法，并通过蠕动泵将其输送至流通式紫外灯中进行光化学反应以分别合成金铜复合纳米颗粒和银铜复合纳米颗粒的新型复合金铜/银铜纳米团簇。显然，这些方法对实验设备、实验操作、反应条件要求较高，且纳米粒子的尺寸和形貌不易控制。因此，开发低成本、快速且环保的金铜纳米片的可控合成技术显得尤为重要，也是本领域亟待解决的问题。

4、鉴于上述分析，现有技术存在的急需解决的技术问题为：现存的一些金铜纳米片制备方法存在局限性，如过程复杂、涉及多道工序与多种试剂导致操作繁琐且效率低，增加了时间和人力成本并限制大规模应用；部分方法对环境不够友好，使用大量有毒有害化学物质或产生较多废弃物，不符合可持续发展要求；且在实际应用中对金铜纳米片性能要求不断提高，包括尺寸均匀性、结晶度、稳定性等。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种金铜纳米片的快速制备方法。

2、本发明是这样实现的，一种金铜纳米片的快速制备方法，包括：

3、s1，在室温下，准备50ml的烧杯，快速依次加入一定量的十六烷基胺、去离子水、100mm氯化铜水溶液、50mm氯金酸水溶液和1m葡萄糖水溶液；

4、s2，对溶液在室温下进行磁力搅拌，整个过程保持密封，持续24小时；

5、s3，将烧杯转移到油浴中，在磁力搅拌的情况下于一定温度下，控制升温速率，加热40min；

6、s4，待反应结束，观察到溶液颜色从亮绿变为黑色；

7、s5，将制备产物以一定的转速在离心机中离心一段时间，纯水洗涤三次，乙醇洗涤两次，以便于去除过量的反应前驱体、十六烷基胺和葡萄糖；

8、s6，最后将离心洗涤后的样品重新分散到5ml去离子水中，得到金铜纳米片分散液。

9、进一步，s1中所述十六烷基胺的质量为100～300mg。

10、进一步，s1中所述去离子水体积为5～30ml。

11、进一步，s1中所述100mm氯化铜水溶液的体积为0.5～3ml。

12、进一步，s1中所述50mm氯金酸水溶液的体积为0.5～3ml。

13、进一步，s1中所述1m葡萄糖水溶液的体积为0.5～3ml。

14、进一步，s3中所述温度为50～150℃。

15、进一步，s3中所述升温速率在2～5℃/min。

16、进一步，s3中所述加热时间为20～50min，离心时间为5min～15min。

17、进一步，s5中所述转速为6000rpm～12000rpm，离心时间为3min～15min。

18、结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

19、第一、与现有技术相比，本发明具有如下技术优势：

20、一方面，在化学试剂的使用上，本发明的方法所涉及的化学试剂数量明显较少。这不仅使得整个制备过程得以简化，操作起来更加简便易行，无需复杂繁琐的步骤和过多的额外处理。而且，由于反应是在水溶液环境下进行的，这就避免了对一些特殊且昂贵反应环境的依赖，极大程度地降低了成本投入。这种在试剂和反应环境上的优化，既提高了效率，又节省了资源和成本，是现有技术所无法比拟的。

21、另一方面，本发明在产物的质量和特性上也展现出独特的优势。通过本发明合成出的金铜纳米片具有非常清晰的形貌，能够清晰地呈现出规则的六边形结构。并且，这些纳米片还具有独特的晶面取向，这一特性使得它们在性能和应用方面具有独特的价值。相比之下，类似的现有技术无法达到如此精准和清晰的形貌控制，以及独特的晶面取向效果，这充分体现了本发明在技术层面的创新性和先进性。

22、第二，作为本发明的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：

23、(1)本发明提供了一种金铜纳米片的快速制备方法，其在一定程度上填补了国内外业内技术空白。现存的金铜纳米片制备方法存在着过程复杂、对环境不友好以及难以精确控制性能等诸多局限性，而本发明所提供的金铜纳米片快速制备方法，不仅操作相对简便，而且较为环保，同时还能在一定程度上对纳米片的性能进行精确控制，这种具有创新性和独特性的方法，在一定程度上填补了国内外金铜纳米片制备技术方面的空白。

24、(2)本发明的技术方案成功解决了一个长久以来人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的技术难题。在金铜纳米片领域，现存的制备方法存在着如过程繁琐复杂、效率低下、对环境不够友好以及难以精确控制纳米片性能等一系列问题，这些问题一直困扰着业界，而本发明通过特定的步骤和试剂组合，实现了金铜纳米片的快速且相对简便的制备，同时试剂较为环保，还能对纳米片的关键性能实现一定程度的精确控制，从而有效攻克了这个长期困扰人们的技术难题。

25、第三，本发明提供了一种金铜纳米片的快速制备方法。首先，在室温下，准备50ml的烧杯，快速依次加入一定量的十六烷基胺、去离子水、100mm氯化铜水溶液、50mm氯金酸水溶液和1m葡萄糖水溶液。十六烷基胺的质量为100～300mg，去离子水的体积为5～30ml，100mm氯化铜水溶液的体积为0.5～3ml，50mm氯金酸水溶液的体积为0.5～3ml，1m葡萄糖水溶液的体积为0.5～3ml。

26、接着，在室温下对溶液进行磁力搅拌，保持密封，持续24小时。然后，将烧杯转移到油浴中，在磁力搅拌的情况下，于50～150℃的温度下，加热40分钟。整个加热过程需要控制升温速率在2～5℃/分钟，直到反应结束，溶液颜色从亮绿变为黑色。

27、反应结束后，将制备产物以6000rpm～12000rpm的转速在离心机中离心一段时间，离心时间为3分钟～15分钟，随后用纯水洗涤三次，再用乙醇洗涤两次，以便于去除过量的反应前驱体、十六烷基胺和葡萄糖。

28、最后，将离心洗涤后的样品重新分散到5ml去离子水中，得到金铜纳米片分散液。通过这种方法，可以快速、高效地制备出具有良好分散性和稳定性的金铜纳米片，解决了现有技术中的技术问题，实现了显著的技术进步。

29、第四，本发明提出了一种金铜纳米片的快速制备方法，通过精确控制多个关键参数，解决了现有技术中的一系列问题，并实现了显著的技术进步。

30、首先，通过优化十六烷基胺、氯化铜、氯金酸和葡萄糖等原料的用量，本发明成功调控了金铜纳米片的成分与结构，从而提高了纳米片的稳定性和催化性能。这些参数的精确控制，有效解决了传统制备方法中金铜纳米片结构不均匀、性能不稳定的技术难题。

31、其次，本发明在制备过程中引入了特定的温度和升温速率参数。通过控制在50～150℃的温度范围和2～5℃/min的升温速率，本发明实现了金铜纳米片的高效合成，同时避免了高温导致的纳米片结构破坏。这一技术进步显著提高了金铜纳米片的生产效率和质量。

32、再者，本发明通过设定特定的离心转速和时间，有效去除了过量的反应前驱体、十六烷基胺和葡萄糖，保证了金铜纳米片的纯度和分散性。这一步骤的优化，不仅提升了纳米片的纯净度，还为其在后续应用中的性能发挥奠定了坚实基础。

33、综上所述，本发明通过精确控制原料用量、反应温度和升温速率以及离心参数等关键因素，成功解决了金铜纳米片制备过程中的结构均匀性、稳定性、生产效率和纯度等技术问题，实现了显著的技术进步，为金铜纳米片在催化、传感等领域的应用提供了有力支持。