纳米铜的制备及性能研究

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1、ClassifiedIndex:CODE:10075U.D.C.:NO:20101166ADissertationfortheDegreeofM.EngineeringThepreparationandpropertiesofNano-CuCandidate:LiangSenSupervisor:Prof.HuoGuoyanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MaterialsPhysicsandChemistryUniversi

2、ty:HebeiUniversityDateofOralExamination:June,2013摘要摘要本文采用液相还原法还原硫酸铜制备铜纳米颗粒，并对所得到铜粉进行颗粒大小的测定，并对所制得铜粉的纯度及其光学性能、电性能的测量分析。将铜包覆在二氧化硅上并对其电性能进行测量。液相还原法制备纳米铜颗粒，不同的还原剂对所制得的纳米铜颗粒大小、纯度均有所不同。实验过程中通过对KBH4、VC、水合肼还原硫酸铜溶液所制得的铜粉进行颗粒大小、纯度的比较从而选定合适的还原剂。为了防止铜纳米颗粒的团聚并提高纳米铜颗

3、粒的纯度在硫酸铜溶液中加入分散剂PVP，并通过调节加入PVP的用量来测定不同的用量对所制得的纳米铜粉的影响。由此可以得到在硫酸铜溶液中加入适量的PVP有助于防止粒子的团聚并且减小所得到的纳米铜颗粒粒径。为进一步减小铜纳米颗粒的粒径且提高其纯度，在硫酸铜溶液中加入不同量的无水乙醇，通过控制无水乙醇与水的比例来提高铜纳米颗粒的纯度。再附加上述条件后所制得的纳米铜颗粒粒径在50-70nm之间，粉末纯度较高。对实验所得到的不同粒径的铜粉进行常温下的抗氧化性能测试，以及50-70nm铜粉分别在50℃、100℃、

4、150℃下的抗氧化性能，通过实验得到颗粒越大的铜粉其抗氧化性能愈强。将实验得到的纳米铜颗粒分别分散在无水乙醇、水、和丙酮中测量其紫外-可见吸收光谱，得到其吸收峰都在600nm左右，表明纳米铜分散在不同的溶液中对其紫外吸收没有很大的差别。将纳米铜粉分散在丙三醇中并分析其紫外可见光谱。将得到的铜粉进行压片并对其电阻进行测量得到其电阻随着温度的降低而降低。常温下纳米铜颗粒的电阻要比大块铜单质电阻要大。在制备纳米铜过程中在硫酸铜溶液中分别加入纳米级二氧化硅与氧化镍从而制得纳米单质铜包覆二氧化硅、氧化镍并对其电

5、性进行测量。在纳米铜中掺杂纳米镍通过控制纳米铜与纳米镍的比例并测量其电阻阻值随温度变化趋势；在加磁场情况下样品具有明显的磁阻效应，随着纳米镍含量的增加磁阻效应愈明显。关键词：纳米铜电性能紫外-可见光吸收抗氧化性包覆磁阻效应IAbstractAbstractCoppersulfateisreducedwiththemethodofliquidphasereductiontoprepareCunanoparticles.Thenwedeterminetheparticlesizeandthepurity.

6、Wealsomeasuretheelectricalproperties.Wecoatcoppernanoparticleonsilicondioxideandanalysesitselectricalperformance.ReducedbydifferentreducingagenttoprepareCunanoparticleswiththemethodofliquidphasereductioncouldaccessdifferentsizeandpurity.Wechosethesuitab

7、lereductantbycomparingtheparticlesizeandthepurityofthecoppernanoparticlewhichpreparedbyreducingcoppersulfatesolutionwithKBH4，VCandhydrazinehydrate.Inordertopreventcoppernanoparticlesoxidizeinthereductionandimprovethepurityofcoppernanoparticles,weaddPVPt

8、ocoppersulfateandmeasuretheimpactionofPVPoncoppernanoparticles.ThereforeweknowthatputtingtherightamountofPVPincoppersulfatehelpstopreventagglomerationofparticlesandreducetheparticlesizeofnanometercopper.Forreducingtheparticlesize