本發(fā)明涉及納米材料的純化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種銅納米線的提純方法。

背景技術(shù)：

用于合成銅納米線的溶劑相合成法經(jīng)常需要在產(chǎn)量和質(zhì)量之間進(jìn)行抉擇；高產(chǎn)量合成方法制備的納米線往往質(zhì)量很差，而高質(zhì)量銅納米線的制備方法得到的產(chǎn)物卻經(jīng)常受限于低的產(chǎn)率和產(chǎn)量。在制備得到高質(zhì)量且高產(chǎn)量的銅納米線之后，銅納米線的純度又是限制其商業(yè)價(jià)值的一個(gè)關(guān)鍵因素，因而銅納米線的提純就成了一個(gè)需要面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

目前，主要采用以高級(jí)脂肪胺為表面活性劑的溶劑合成方法合成銅納米線，該方法得到的母液中包括水、高級(jí)脂肪胺、反應(yīng)后的葡萄糖、銅納米線與銅納米顆粒，針對(duì)該種母液，銅納米線的提純方法一般為低速離心法、表活劑預(yù)除去法和配體交換法等。其中低速離心法最為便捷，但所得銅納米線的純度并不好，甚至有非常多的銅納米顆粒包裹在一維銅納米線的膠束內(nèi)；而后兩種方法雖然相對(duì)于低速離心法有所改進(jìn)，得到的產(chǎn)物純度大幅提高，但是卻會(huì)導(dǎo)致銅納米線的部分氧化或損失，從而影響產(chǎn)物的物理性能及產(chǎn)率。此外，除去高級(jí)脂肪胺表活劑后，銅納米線的保存也成為了一個(gè)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種銅納米線的提純方法，本申請(qǐng)?zhí)峒兊你~納米線幾乎無(wú)任何雜質(zhì)，純度極高。

有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N銅納米線的提純方法，包括以下步驟：

A)，將母液離心后再與水混合，將得到的混合液轉(zhuǎn)移至另一容器中；

B)，震蕩上述容器后再轉(zhuǎn)動(dòng)，使銅納米線團(tuán)聚物殘留在容器內(nèi)壁上；放出提純后的液體，得到銅納米線。

優(yōu)選的，所述離心的次數(shù)為1～5次。

優(yōu)選的，所述離心的時(shí)間為0～60min。

優(yōu)選的，所述離心的轉(zhuǎn)速為1000～3000轉(zhuǎn)/min。

優(yōu)選的，所述震蕩的時(shí)間為5～10min。

優(yōu)選的，所述水為蒸餾水、去離子水或超純水。

優(yōu)選的，所述水的加入量為所述容器高度的1/2～4/5。

優(yōu)選的，所述放出提純后的液體之后還包括：

加入環(huán)己烷分散殘留在容器內(nèi)壁上的銅納米線團(tuán)聚物，放出溶液后將得到的銅納米線保存。

優(yōu)選的，所述保存的方法為通入0～15min惰性氣體后冷凍保存或與水合肼混合后冷凍保存。

優(yōu)選的，所述惰性氣體為氬氣或氮?dú)狻?/p>

本發(fā)明提供了一種銅納米線的提純方法，該方法在提純過(guò)程中對(duì)母液的處理依次包括以下操作：離心分離-水分散-震蕩-轉(zhuǎn)動(dòng)分離-得到提純的銅納米線。本申請(qǐng)?zhí)峁┑奶峒兎椒ɡ脧?qiáng)烈震蕩產(chǎn)生的劇烈的剪切力和湍動(dòng)，使包裹在高級(jí)脂肪胺膠束內(nèi)的銅納米顆粒從膠束中脫離，而銅納米線由于本身極高的長(zhǎng)徑比，相互糾纏，形成宏觀可見(jiàn)的團(tuán)聚物漂浮于液面之上；同時(shí)由于水的表面張力的存在，此團(tuán)聚物傾向于聚集在液面與容器的交界處，而后利用疏水性和表面張力，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)使更多的銅納米線團(tuán)聚物從水相分離，轉(zhuǎn)而沉積在內(nèi)壁，最后通過(guò)放掉提純后的母液，得到純度較高的銅納米線。

進(jìn)一步的，由于提純過(guò)程中所需操作(如離心、連續(xù)震蕩搖晃、轉(zhuǎn)動(dòng))均可設(shè)計(jì)程序由機(jī)器操作，可完全設(shè)計(jì)成自動(dòng)化作業(yè)，因此非常適用于工業(yè)流程，在實(shí)際生產(chǎn)中將有非常好的應(yīng)用前景。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提純出的銅納米純度非常高，在透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡下幾乎看不到雜質(zhì)，可近似為純銅納米線，大大提高了產(chǎn)物的商業(yè)價(jià)值，因而具有非常好的工業(yè)化應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1為提純前后的銅納米線產(chǎn)物的透射電子顯微鏡照片。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種銅納米線的提純方法，包括以下步驟：

A)，將母液離心后再與水混合，將得到的混合液轉(zhuǎn)移至容器中；

B)，震蕩上述容器后再轉(zhuǎn)動(dòng)，使銅納米線團(tuán)聚物殘留在容器內(nèi)壁上；放出提純后的液體，得到銅納米線。

本申請(qǐng)依次通過(guò)離心分離、震蕩與轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械手段，使銅納米線經(jīng)過(guò)提純后幾乎不含雜質(zhì)，純度較高。

本申請(qǐng)所述銅納米線存在于以高級(jí)脂肪胺為表面活性劑合成銅納米線的合成母液中，即母液中包括水、高級(jí)脂肪胺、反應(yīng)后的葡萄糖、銅納米線與銅納米顆粒，其中高級(jí)脂肪胺包裹著銅納米線，銅納米顆粒分散于銅納米線中。

在提純銅納米線的過(guò)程中，本申請(qǐng)首先將母液進(jìn)行離心分離，再將離心后的母液采用水分散；此過(guò)程主要是去除多余的高級(jí)脂肪胺，否則難以形成銅納米線團(tuán)聚物；但是此過(guò)程中仍是有高級(jí)脂肪胺包裹層存在。所述離心的次數(shù)優(yōu)選為1～5次，更優(yōu)選為2～4次，如可進(jìn)行2次、3次或4次；所述離心的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為1000～3000轉(zhuǎn)/min，更優(yōu)選為1500轉(zhuǎn)/min～2500轉(zhuǎn)/min，如轉(zhuǎn)速可為1500轉(zhuǎn)/min、2000轉(zhuǎn)/min或2500轉(zhuǎn)/min。所述離心的時(shí)間優(yōu)選為0～60min，更優(yōu)選為10～50min。所述水為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的水，為了避免引入額外的雜質(zhì)，所述水優(yōu)選為蒸餾水、去離子水或超純水。所述水的加入量?jī)?yōu)選為所述容器高度的一半以上，更優(yōu)選為1/2～4/5。本申請(qǐng)優(yōu)選將水分散的離心后的沉降物轉(zhuǎn)移至分離容器中。

按照本發(fā)明，然后充分振蕩分離容器，以破壞產(chǎn)物的膠束狀態(tài)，使銅納米線與銅納米顆粒分離，銅納米顆粒分散在液體中，而銅納米線互相纏繞形成宏觀的不分散團(tuán)聚物。震蕩后的溶液形成分層溶液，銅納米線團(tuán)聚浮于溶液上層。所述震蕩的時(shí)間優(yōu)選為5～10min。

本申請(qǐng)最后將分離容器進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，以使銅納米線團(tuán)聚物殘留在分離容器內(nèi)壁上。由于上述得到的團(tuán)聚物是疏水的，因而其在水的表面張力作用下，分離容器在轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，銅納米線團(tuán)聚物傾向于在水和容器的內(nèi)壁處聚集，此時(shí)放出提純后的液體，從而得到銅納米線。

為了便于銅納米線的保存，本申請(qǐng)優(yōu)選加入環(huán)己烷沖洗容器內(nèi)壁，將團(tuán)聚物分散后放出液體，再進(jìn)行保存。所述保存的方法具體為通入0～15min惰性氣體后冷凍保存或與水合肼混合后冷凍保存。

本申請(qǐng)利用物理手段破壞了母液中的高級(jí)脂肪胺包裹的銅納米線和銅納米顆粒的可分散膠束，使得銅納米線形成不溶漂浮團(tuán)聚物，本申請(qǐng)的提純方法中離心分離是關(guān)鍵之處，以去除多余的高級(jí)脂肪胺，否則不會(huì)形成銅納米線團(tuán)聚物，后續(xù)的提純過(guò)程也不會(huì)繼續(xù)。

本發(fā)明提供的提純方法的基本原理為利用強(qiáng)烈震蕩產(chǎn)生的劇烈的剪切力和湍動(dòng)，使包裹在高級(jí)脂肪胺膠束內(nèi)的銅納米顆粒從膠束中脫離，而銅納米線由于本身極高的長(zhǎng)徑比，相互糾纏，形成宏觀可見(jiàn)的團(tuán)聚物漂浮于液面之上；由于水的表面張力的存在，此團(tuán)聚物傾向于聚集在液面于容器的交界處；而后利用疏水性和表面張力，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)使更多的銅納米線團(tuán)聚物從水相分離，轉(zhuǎn)而沉積在內(nèi)壁。最后通過(guò)放料口放掉提純后的母液，用環(huán)己烷收集粘在內(nèi)壁上的純銅納米線團(tuán)聚物并進(jìn)行有效保存。進(jìn)一步的，通過(guò)擴(kuò)大容器體積，這種方法可一次性快速大量提純高質(zhì)量銅納米線；且由于提純過(guò)程中所需操作(如離心、連續(xù)震蕩搖晃、轉(zhuǎn)動(dòng)、平動(dòng))均可設(shè)計(jì)程序由機(jī)器操作，可完全設(shè)計(jì)成自動(dòng)化作業(yè)，因此非常適用于工業(yè)流程，在實(shí)際生產(chǎn)中將有非常好的應(yīng)用前景。

由此，本申請(qǐng)?zhí)峁┑你~納米線的提純方法簡(jiǎn)單易行，該方法不僅可以實(shí)現(xiàn)短時(shí)間快速大量提純，而且提純出的銅納米線產(chǎn)物幾乎無(wú)任何雜質(zhì)，純度極高，大大提升了合成產(chǎn)物的商業(yè)價(jià)值。同時(shí)，由于該方法具有不破壞銅納米線表面十六胺包裹層的特點(diǎn)，則提純的銅納米線可在特殊處理技術(shù)下有效隔絕溶劑中的氧氣無(wú)損保存一年以上。

為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的銅納米線的提純方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。

實(shí)施例1

在50mL離心管中加入所得反應(yīng)后的母液，在2000rpm條件下離心2次，每次50分鐘；用水分散離心沉淀物后將銅紅色分散液轉(zhuǎn)移入分離容器中(以分液漏斗為示例)，補(bǔ)加去離子水至容器體積的3/4，震蕩容器5min，結(jié)束后可看到大量銅納米線團(tuán)聚物漂浮在液面上方；橫向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)容器，團(tuán)聚物逐漸貼附在漏斗內(nèi)壁，然后直立容器；打開(kāi)放料口閥門(mén)，放出提純后的母液；然后從上部加料口加入環(huán)己烷沖洗容器內(nèi)壁，把所有團(tuán)聚物均分散后放出液體到試劑瓶中，最后通入15min氮?dú)膺M(jìn)行冷凍保存。試驗(yàn)結(jié)果表明，按照上述方法保存的銅納米線可保存一年以上。

如圖1所示，圖1為提純前后的透射電子顯微鏡照片，由圖1可知，此銅納米線提純方法分離效果顯著，可得到近似純的銅納米線產(chǎn)物。

實(shí)施例2

在500mL離心杯中加入所得反應(yīng)后的母液，在3000rpm條件下離心3次，每次40分鐘；用水分散離心沉淀物后將銅紅色分散液轉(zhuǎn)移入分離容器中(以分液漏斗為示例)，補(bǔ)加去離子水至容器體積的2/3，震蕩容器10min，結(jié)束后可看到大量銅納米線團(tuán)聚物漂浮在液面上方；橫向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)容器，團(tuán)聚物逐漸貼附在漏斗內(nèi)壁，然后直立容器；打開(kāi)放料口閥門(mén)，放出提純后的母液；然后從上部加料口加入環(huán)己烷沖洗容器內(nèi)壁，把所有團(tuán)聚物均分散后放出液體到試劑瓶中，最后滴加1‰的水合肼進(jìn)行冷凍保存。

以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。