本實(shí)用新型是一種用于制備銅微納顆粒的系統(tǒng)，屬于一種粒徑分布可控的銅微納顆粒的化學(xué)激光復(fù)合制備系統(tǒng)的創(chuàng)新技術(shù)。

背景技術(shù)：

與一般物質(zhì)相比，微納顆粒由于其微小的尺寸以及較大的比表面積，從而擁有許多新的特性，這些新特性會(huì)給將來(lái)工業(yè)應(yīng)用以及科學(xué)研究帶來(lái)重大的啟發(fā)和革命性的影響。因此成為了眾多學(xué)者的研究對(duì)象，從物理領(lǐng)域到化學(xué)領(lǐng)域，許多技術(shù)都被用來(lái)制備不同的微納顆粒。特別是在過(guò)去二十年中，微納顆粒的制備與以及應(yīng)用更是獲得學(xué)界許多的關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，微納顆粒具有如光學(xué)、磁性、催化等特殊性能，并且發(fā)現(xiàn)這些性質(zhì)和微納顆粒的尺寸有著重要關(guān)聯(lián)，因此控制所制備微納顆粒的粒徑就顯得尤為重要。

目前傳統(tǒng)的微納顆粒制備法主要有化學(xué)合成法、高能球磨法、脈沖激光燒蝕法。

要想得到較小粒徑的微納顆粒，化學(xué)合成法所需的操作過(guò)程比較復(fù)雜，較難控制微納顆粒的粒徑分布，需要使用有機(jī)試劑，而且對(duì)環(huán)境存在一定的污染；而高能球磨法所用設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、研磨時(shí)間長(zhǎng)、粉末效率低、體系發(fā)熱量較大。

對(duì)于脈沖激光燒蝕法制備微納顆粒，當(dāng)靶材為懸浮顆粒時(shí)，小塊狀或者微納尺寸的顆粒被分散到夜里當(dāng)中從而形成溶液，然后使用激光輻照，并不斷攪拌溶液。稍大的顆粒被熔化或者汽化，然后形成更小尺寸的顆粒。這一過(guò)程可以分為兩種：a.熱過(guò)程b.冷過(guò)程。其中，熱過(guò)程所引起的熔化和汽化所產(chǎn)生的熔化物和原子可以在冷卻之后重新形成尺寸更小的微粒。這一過(guò)程可以改變微納顆粒的形狀、尺寸、相。對(duì)于冷過(guò)程而言，激光輻照材料表面，使得電子從懸浮顆粒表面逃逸，使得材料表面只留有正電荷，由于正電荷對(duì)懸浮顆粒其他部分的排斥力，使得懸浮顆粒逐漸分裂，從而形成尺寸更小的微納顆粒，從而達(dá)到制備微納顆粒的目的。但是對(duì)于單純使用脈沖激光燒蝕法而言，對(duì)所用激光器的要求較高，需要使用價(jià)格昂貴的激光設(shè)備，從而限制了其應(yīng)用范圍。對(duì)于這兩種過(guò)程所形成的微納顆粒，其微納顆粒的粒徑都取決于激光參數(shù)。

因此發(fā)展一種方法簡(jiǎn)單、成本較低、環(huán)境友好、粒徑分布可控的微納顆粒的制備系統(tǒng)具有重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于考慮上述問(wèn)題而提供一種方法簡(jiǎn)單、成本較低、環(huán)境友好、粒徑 分布可控的銅微納顆粒的制備系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種粒徑分布可控的銅微納顆粒的化學(xué)激光復(fù)合制備系統(tǒng)，包括有磁力攪拌器、攪拌子、容器、激光束、透鏡；其中容器放在磁力攪拌器上；所配置的硫酸銅溶液質(zhì)量濃度為28g/L，混合溶液中次磷酸鈉的質(zhì)量濃度為40g/L，混合溶液中氨水的體積濃度為32ml/L，混合溶液中氯化鎳的質(zhì)量濃度為20g/L，加入氫氧化鈉將混合溶液的PH值調(diào)至12；前期通過(guò)化學(xué)反應(yīng)制備所得的銅顆粒的最頻粒徑分布為416.869μm～478.630μm；通過(guò)脈沖激光燒蝕，最終所得的銅微納顆粒的最頻粒徑分布為5.012μm～5.754μm。

所述系統(tǒng)中可以通過(guò)調(diào)整脈沖激光的參數(shù)來(lái)控制所制備銅顆粒的粒徑分布。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是：

1、本實(shí)用新型采用化學(xué)激光復(fù)合制備系統(tǒng)，該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，無(wú)需使用價(jià)格昂貴的激光器，成本較低。

2、所制備出的銅微納顆粒環(huán)境友好、分散性較好、團(tuán)聚程度較低。

3、所制備的微納顆粒的粒徑可以通過(guò)調(diào)整脈沖激光參數(shù)來(lái)控制，因此可以實(shí)現(xiàn)粒徑分布可控。

4、所制備的顆粒在催化化學(xué)、半導(dǎo)體材料等、微納加工等應(yīng)用領(lǐng)域具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1為該系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。

在圖中：1.磁力攪拌器，2.攪拌子，3.容器，4.粒徑減小的顆粒，5.粒徑較大的顆粒，6.激光束，7.透鏡

圖2為該方系統(tǒng)工藝流程圖。

圖3為化學(xué)反應(yīng)過(guò)程及化學(xué)反應(yīng)方程式

圖4為激光粒度儀測(cè)得的化學(xué)反應(yīng)后所得顆粒的粒徑分布

圖5為激光粒度儀測(cè)得的激光燒蝕后所得微納顆粒的粒徑分布

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。這些實(shí)施例僅是對(duì)本實(shí)用新型的典型描述，而不應(yīng)視為限定本實(shí)用新型的范圍。在不背離實(shí)用新型構(gòu)思的精神和范圍下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的變化和優(yōu)點(diǎn)都被包括在本實(shí)用新型中，并且以所附的權(quán)利要求書(shū)為保護(hù)范圍。實(shí)施本實(shí)用新型的過(guò)程、條件、試劑、實(shí)驗(yàn)方法等，除以下專門(mén)提及的內(nèi)容之外，均為本領(lǐng)域的普遍知識(shí)和公知常識(shí)，本實(shí)用新型沒(méi)有特別限制內(nèi)容。

實(shí)施例

本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖1所示，制備的工藝流程如圖2所示，一種粒徑分布可控的銅微納顆粒的化學(xué)激光復(fù)合制備系統(tǒng)，具體包括以下步驟：

(1)在100ml去離子水中加入2.8g硫酸銅粉末，使其充分溶解，在容器1中配置成硫酸銅溶液，所配置的硫酸銅溶液質(zhì)量濃度為28g/L。開(kāi)啟磁力攪拌器3，使得攪拌子2在容器3中不斷攪拌溶液，使得溶液充分反應(yīng)，可得到藍(lán)色的溶液；

(3)然后再依次加入氫氧化鈉，使得溶液的PH值為12；

(4)將配置好的溶液進(jìn)行充分的攪拌，可得到藍(lán)色渾濁溶液，此時(shí)溶液中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)過(guò)程如圖3所示，所產(chǎn)生的粒徑較大的銅顆粒5，其粒徑分布如圖4所示；

(5)設(shè)置好脈沖激光器參數(shù)，其中，功率16W，重復(fù)頻率50kHz，脈沖寬度為100ns，掃描次數(shù)為1000次。將激光束6通過(guò)透鏡聚焦7在溶液內(nèi)部，燒蝕溶液中粒徑較大的銅顆粒5，使顆粒受熱熔化甚至氣化，從而在溶液中得到粒徑減小的顆粒4；

(6)脈沖激光燒蝕一段時(shí)間之后，停止激光燒蝕和磁力攪拌器攪拌，將所得懸浮溶液用離心機(jī)進(jìn)行離心，然后進(jìn)行干燥，得到銅微納顆粒，所得顆粒的粒徑分布如圖5所示。

顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。