紫外輻照制備金屬、金屬氧化物超細粉或金屬薄膜

　　金属、金属氧化物超渺小粒及其粉体或薄膜由于在催化、光解、精细化工、电子和磁性材料以及其它功能材料中的广泛应用而成为化学和材料研究的重要对象。典型的制备方法如英国《材料科学进展》(Progress in Materials)1991年，35卷，第1页报道的真空或惰性气体蒸发-冷凝法，但该法属气相法制备，设备较为庞大；中国专利申请号95100344.5和96101060.6提出的γ射线辐照法制备，虽可以直接从水溶液环境中分别制得某些金属超渺小粒或薄膜，然而须有钴源及其要求较高的附加设备，在强放射性环境须有严格的防护措施，操作比较烦恼，难于普遍推广。因此寻求工艺和设备更加简单的制备方法仍是非常需要的。

本文的目的是提出一種采用紫外射線輻照含金屬離子的溶液直接制備金屬、金屬氧化物超細粉或金屬薄膜的方法，以克服現有制備方法的上述缺點。具體技術方案如下：

這種制備金屬、金屬氧化物超細粉或金屬薄膜的方法，其特征在于采用紫外射線輻照含有可溶性金屬鹽的水溶液，所述溶液中含有摩爾/升的下列物質：醋酸鹽或硫酸鹽或硝酸鹽或氯化物，0.0005-1.0異丙醇，0.1-2.0醋酸铵-氨水或醋酸-醋酸鈉緩沖溶液0.004-0.2；所述金屬包括鎳、钴、銅、銀、金、鉑族金屬；所述金屬氧化物是指上述金屬的低價金屬氧化物；控制所述溶液同意紫外射線輻照吸收的輻照能在40-30000J/ml之間。根據需要，還可在上述被輻照溶液中選擇添加聚乙烯醇(PVA)、十二烷基硫酸鈉(SLS)、十二烷基磺酸鈉(SDS)、烷基苯酚聚氧乙烯醚(OP)、曲力通(Triton)X-200、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或吐溫(Tween)-80，每毫升溶液添加量爲0-3mg；當所欲制備物爲金屬薄膜時，可在被輻照溶液中放入襯底材料，適用的襯底材料包括石英玻璃和半導體矽單晶片；並可在被輻照溶液中添加：聚丙烯酰胺0.1-1.0mg/ml；當用于制備銅膜時，添加乙二胺四乙酸二鈉鹽(EDTA)，添加量爲0.001-0.005mol/L。由于含有金屬離子的水溶液在受到紫外射線輻照時，會産生起強還原劑作用的水合電子，它能將金屬離子逐級還原，當處于緩沖溶液醋酸铵-氨水或醋酸-醋酸鈉環境中時，即可獲得金屬超細微粒或薄膜以及金屬氧化物；鑒于輻照産生的水合電子在溶液中分布均勻，因此采用本發明可使粒子在溶液中均勻孤立成核；添加劑有助于使粒子在生成的同時受到保護，從而起到修飾産物粒子的作用；當溶液中含有多種金屬離子時，還可一步法合成合金或金屬/金屬氧化物複合超細粉。

與現有方法相比，本方法使用的設備簡單，可在常溫常壓下操作，工藝簡單易行，並可通過調節溶液濃度和輻照時間控制超細粒子大小；所獲得的超細粉體經X-射線衍射慢掃描和電子顯微鏡分析可知，粒子尺寸在10-100nm之間。適用于多種磁性和非磁性金屬如鎳、钴、銅、銀的相應産物的制備；由于其它貴金屬還原電位遠高于鎳和钴，因此本發明方法也可適用于金、鉑族金屬及其低價金屬氧化物的制備。