参考文献 20

1. 绪论

1.1铜纳米颗粒

金属纳米材料具有独特的光学，电学，热学，催化和机械性能，可以在纳米科学和纳米技术中实现众多令人兴奋的应用。[1]金属纳米粒子最早已知用途的经典实例之一是窗玻璃和Lycurgus杯，从公元4世纪罗马文明，照亮下显示醒目的色彩。颜色归因于结合在玻璃中的胶体金和银颗粒的存在[2]，其后来被揭示为源自称为局部表面等离子体共振（LSPR）的独特的光物质相互作用。金属纳米粒子的第一个报道的合成之一是迈克尔•法拉第（Michael Faraday）在1857年进行的，其中氯金酸盐离子用磷还原形成金纳米颗粒[3]。在过去的20年中，金属纳米颗粒的合成取得了实质性的进展为了精确控制颗粒形态和晶体结构。迄今为止，已经成功地合成了纳米棒，纳米线，纳米棱镜等各种形状，形成了等离子体激元纳米颗粒周期表。

然而，在成功大小和形状控制已经主要限于金和银纳米粒子，由于它们的化学惰性和易于使用多种物理、化学和生物学方法合成的其中各种形状，纳米棒和金和银的纳米线已经很成熟，[4]导致了广泛的应用，包括纳米光子学纳米电子学纳米催化和纳米感光。虽然激动人心，金银纳米线的现实应用不可避免地面临成本和规模问题。

在这种情况下，由于铜纳米线与金和银相比，成本低，成本高，开始受到广泛的关注。[5]由于地壳丰富，铜比银价格便宜约100倍，而60论文网00时间比黄金便宜。实际上，铜与金和银相同的11个元素，因此由于其电子结构和面心立方（FCC）晶体结构，铜具有相似的性质。它具有高导电性，导热性，延展性和延展性。

与金银纳米颗粒相似，铜纳米材料的LSPR带位于电磁光谱的可见范围内。此外，铜纳米线已经表现出优异的电导率和热导率：对许多未来的应用是有希望的。然而，由于许多具有挑战性的问题，如氧化，精确控制铜纳米药物的尺寸和形状的合成方法尚未建立起来，分散性和稳定性。表面氧化在纳米材料中由于表面与体积的大比而增强。因此，铜纳米结构的合成及其在器件中的掺入并不是微不足道的，适用于金和银纳米结构合成的策略不能仅仅扩展到铜。

1.1.1 铜纳米颗粒的制备方法

（1）化学还原法

在实验室和工业领域，化学还原法是制得纳米铜的最常见的方法之一，在液相中将可以溶在水中的铜盐的前驱体被一些还原剂例如水合联氨、NaPH4、抗坏血酸、多元醇还原，二价铜离子变成了单质铜，形成了形态样貌不一样的铜单质。

由于纳米级粒子的表面所聚集的能量较高，极其容易的聚在一起，为了很好地限定它的稳定的性能、分散的性能、大小及形态，所以一般情况下应该加入各种修饰剂如表活计、聚合物、硫醇和羧酸和它们两个的衍生物 [6, 7]等。修饰后的纳米离子，有一层有机包覆层会出现在它的表面，能够有效防止纳米铜粒被空气中的氧气氧化，来提高它的相容性。

Wang等[8]在PAA为保护剂的条件下，CuSO4被N2H4·H2O还原，产生的水溶液能够制备出溶于水的纳米铜微粒（微粒粒径在30-80nm），制备得到的纳米铜微粒的水溶胶，控制加入PAA的多少，就能够控制纳米铜微粒的外貌与大小，调节溶液的Ph，能够得到干净的纳米级别的铜微粒。

Chang等[9]用乙二胺为保护剂，制造出超长的一维Cu纳米线，并在Ph>7下使用N2H4·H2O来使硝酸铜水溶液还原，测得直径为90~120 nm，长40~50μm，长度和直径之比为350~450。