本发明属于纳米金属领域，尤其涉及一种导电聚合物包覆的纳米金属及其制备方法。
背景技术：
纳米金属颗粒由于表面具有高表面能，颗粒之间容易团聚，且纳米金属颗粒如纳米铜颗粒抗氧化性很差，为保持纳米金属颗粒的性能，通常需要在纳米金属颗粒表面进行有机包覆。
传统的有机包覆的包覆材料通常是绝缘的，虽然也能阻止纳米金属颗粒团聚和氧化，但是如果在使用纳米金属颗粒前没能对包覆材料进行有效去除，则会对纳米金属颗粒的导电性能等产生较大影响。
技术实现要素：
本发明提供了一种导电聚合物包覆的纳米金属，用于解决纳米金属颗粒有机包覆的包覆材料通常是绝缘的，如果在使用纳米金属颗粒前没能对包覆材料进行有效去除，则会对纳米金属颗粒的导电性能等产生较大影响的问题。
本发明的具体技术方案如下：
一种导电聚合物包覆的纳米金属，所述纳米金属为表面包覆有导电高分子的纳米金属颗粒。
优选的，所述纳米金属颗粒的粒径为50～500nm。
优选的，所述纳米金属颗粒为纳米铜颗粒、纳米钯颗粒、纳米镍颗粒、纳米银颗粒和纳米金颗粒中的一种或多种。
本发明还提供了一种导电聚合物包覆的纳米金属的制备方法，包括以下步骤：
a)在质子酸和掺杂剂的混合液中，搅拌加入纳米金属颗粒后，再加入导电高分子单体，得到含纳米金属颗粒的导电高分子原位聚合反应液；
b)将所述含纳米金属颗粒的导电高分子原位聚合反应液在搅拌下进行导电高分子原位聚合反应，得到含导电聚合物包覆的纳米金属的分散溶液；
c)将所述含导电聚合物包覆的纳米金属的分散溶液进行干燥，得到导电聚合物包覆的纳米金属。
优选的，步骤b)中所述导电高分子原位聚合反应的温度为20～40℃；
步骤b)中所述导电高分子原位聚合反应的时间为10～300min。
优选的，步骤c)中所述干燥具体为真空干燥；
所述真空干燥的温度为20～50℃；
所述真空干燥的时间为1～12h。
优选的，步骤a)中所述掺杂剂和所述纳米金属颗粒的摩尔比为1：1～5。
优选的，步骤a)中所述质子酸为硫酸、醋酸、盐酸、高氯酸和硝酸中的一种或多种；
步骤a)中所述掺杂剂为过硫酸钠、重铬酸钾、碘酸钾、双氧水、过硫酸铵和氯化铁中的一种或多种；
步骤a)中所述导电高分子单体为苯胺、吡咯、噻吩、苯炔、奈和呋喃中的一种或多种。
优选的，所述质子酸在所述含纳米金属颗粒的导电高分子原位聚合反应液中的浓度为0.001～1m；
所述掺杂剂在所述含纳米金属颗粒的导电高分子原位聚合反应液中的浓度为0.001～0.5m。
优选的，所述导电高分子单体在所述含纳米金属颗粒的导电高分子原位聚合反应液中的浓度为0.001～0.5m。
综上所述，本发明提供了一种导电聚合物包覆的纳米金属，所述纳米金属为表面包覆有导电高分子的纳米金属颗粒。本发明使用导电高分子作为纳米金属颗粒的包覆材料，可改善纳米金属颗粒高表面能导致的易发生团聚现象，有效提高纳米金属颗粒的抗氧化能力，不但能达到防止纳米金属颗粒团聚和氧化的要求，而且本发明纳米金属颗粒使用时，没有完全去除的导电高分子材料具有导电性，减少了包覆层对纳米金属颗粒的导电性能的影响，解决了传统高分子对纳米金属进行有机包覆带来的纳米金属颗粒导电性能下降的问题。本发明导电聚合物包覆的纳米金属可用于电子浆料、芯片互连等领域。
具体实施方式
本发明提供了一种导电聚合物包覆的纳米金属，用于解决纳米金属颗粒有机包覆的包覆材料通常是绝缘的，如果在使用纳米金属颗粒前没能对包覆材料进行有效去除，则会对纳米金属颗粒的导电性能等产生较大影响的问题。
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种导电聚合物包覆的纳米金属，纳米金属为表面包覆有导电高分子的纳米金属颗粒。
本发明使用导电高分子作为纳米金属颗粒的包覆材料，可改善纳米金属颗粒高表面能导致的易发生团聚现象，有效提高纳米金属颗粒的抗氧化能力，不但能达到防止纳米金属颗粒团聚和氧化的要求，而且本发明纳米金属使用时，没有完全去除的导电高分子材料具有导电性，减少了包覆层对纳米金属颗粒的导电性能的影响，解决了传统高分子对纳米金属进行有机包覆带来的纳米金属颗粒导电性能下降的问题。本发明导电聚合物包覆的纳米金属可用于电子浆料、芯片互连等领域。
本发明中，纳米金属颗粒的粒径为50～500nm。
本发明中，纳米金属颗粒为纳米铜颗粒、纳米钯颗粒、纳米镍颗粒、纳米银颗粒和纳米金颗粒中的一种或多种。
本发明还提供了一种导电聚合物包覆的纳米金属的制备方法，包括以下步骤：
a)在质子酸和掺杂剂的混合液中，搅拌加入纳米金属颗粒后，再加入导电高分子单体，得到含纳米金属颗粒的导电高分子原位聚合反应液；
b)将含纳米金属颗粒的导电高分子原位聚合反应液在搅拌下进行导电高分子原位聚合反应，得到含导电聚合物包覆的纳米金属的分散溶液；
c)将含导电聚合物包覆的纳米金属的分散溶液进行干燥，得到导电聚合物包覆的纳米金属。
本发明中，步骤a)之前还包括：对纳米金属颗粒进行预处理，去除纳米金属颗粒表面的氧化物。
纳米金属颗粒更具体为纳米铜颗粒，对纳米金属颗粒进行预处理更具体为：
将纳米铜颗粒加入至稀硫酸中，在10～40℃下，进行搅拌反应，得到含纳米铜颗粒的稀硫酸溶液；
在10～40℃下，使用去离子水对含纳米铜颗粒的稀硫酸溶液进行清洗，清洗次数为2～4次，得到去离子水清洗后的纳米铜颗粒；
搅拌反应的搅拌速度为300～3000rpm；搅拌反应的时间为1～10min；搅拌反应更具体为磁力搅拌反应。
纳米铜颗粒的质量与稀硫酸的体积之比为0.001～0.01g：1ml；稀硫酸的质量分数为1％～10％。
本发明中，步骤b)中导电高分子原位聚合反应的温度为20～40℃；
步骤b)中导电高分子原位聚合反应的时间为10～300min。
本发明中，步骤a)中搅拌的搅拌速度为300～3000rpm；
步骤b)中搅拌的搅拌速度为300～3000rpm。
本发明中，步骤a)中搅拌具体为磁力搅拌；步骤b)中搅拌具体为磁力搅拌。
本发明中，步骤c)中干燥具体为真空干燥；
真空干燥的温度为20～50℃；
真空干燥的时间为1～12h。
本发明中，步骤b)得到含导电聚合物包覆的纳米金属的分散溶液之后，步骤c)将含导电聚合物包覆的纳米金属的分散溶液进行干燥之前，还包括：
将含导电聚合物包覆的纳米金属的分散溶液进行离心分离，得到湿的含导电聚合物包覆的纳米金属；
将湿的含导电聚合物包覆的纳米金属用去离子水进行3～5次的洗涤，再用无水乙醇进行2～5次的洗涤。
本发明中，步骤a)中掺杂剂和纳米金属颗粒的摩尔比为1：1～5。
本发明中，步骤a)中质子酸为硫酸、醋酸、盐酸、高氯酸和硝酸中的一种或多种；
步骤a)中掺杂剂为过硫酸钠、重铬酸钾、碘酸钾、双氧水、过硫酸铵和氯化铁中的一种或多种；
步骤a)中导电高分子单体为苯胺、吡咯、噻吩、苯炔、奈和呋喃中的一种或多种。
本发明中，质子酸在含纳米金属颗粒的导电高分子原位聚合反应液中的浓度为0.001～1m；
掺杂剂在含纳米金属颗粒的导电高分子原位聚合反应液中的浓度为0.001～0.5m。
本发明中，导电高分子单体在含纳米金属颗粒的导电高分子原位聚合反应液中的浓度为0.001～0.5m。
为了进一步理解本发明，下面结合具体实施例对本发明进行详细阐述。
实施例1
将1g平均直径为100nm的铜粉加入100ml质量分数为5％稀硫酸中，在25℃下，在1000rpm磁力搅拌下反应5min，得到含纳米铜颗粒的稀硫酸溶液；
在25℃下，使用去离子水对含纳米铜颗粒的稀硫酸溶液进行清洗3次，得到去离子水清洗后的纳米铜颗粒；
另将0.003mol过硫酸钠加入反应容器，再向反应容器中加入稀硫酸和水，使反应容器中稀硫酸的浓度为0.05m，过硫酸钠浓度为0.05m；
在1200rpm磁力搅拌下，向反应容器加入去离子水清洗后的纳米铜颗粒，再向反应容器中加入苯胺，得到含纳米金属颗粒的导电高分子原位聚合反应液；
将含纳米金属颗粒的导电高分子原位聚合反应液在30℃、1200rpm转速搅拌下进行60min导电高分子原位聚合反应，得到含导电聚合物包覆的纳米金属的分散溶液；
将含导电聚合物包覆的纳米金属的分散溶液离心分离，得到湿的含导电聚合物包覆的纳米金属；
将湿的含导电聚合物包覆的纳米金属用去离子水进行3～5次的洗涤，再用无水乙醇进行2～5次的洗涤，再在40℃真空干燥，得到导电聚合物包覆的纳米金属。
实施例2
将1g平均直径为100nm的铜粉加入100ml质量分数为5％稀硫酸中，在25℃下，在1200rpm磁力搅拌下反应5min，得到含纳米铜颗粒的稀硫酸溶液；
在25℃下，使用去离子水对含纳米铜颗粒的稀硫酸溶液进行清洗3次，得到去离子水清洗后的纳米铜颗粒；
另将0.003mol过硫酸钠加入反应容器，再向反应容器中加入稀硫酸和水，使反应容器中稀硫酸的浓度为0.05m，过硫酸钠浓度为0.05m；
在1200rpm磁力搅拌下，向反应容器加入去离子水清洗后的纳米铜颗粒，再向反应容器中加入苯胺，得到含纳米金属颗粒的导电高分子原位聚合反应液；
将含纳米金属颗粒的导电高分子原位聚合反应液在30℃、1200rpm转速搅拌下60min导电高分子原位聚合反应，得到含导电聚合物包覆的纳米金属的分散溶液；
将含导电聚合物包覆的纳米金属的分散溶液离心分离，得到湿的含导电聚合物包覆的纳米金属；
将湿的含导电聚合物包覆的纳米金属用去离子水进行3～5次的洗涤，再用无水乙醇进行2～5次的洗涤，再在40℃真空干燥，得到导电聚合物包覆的纳米金属。
实施例3
将1g平均直径为100nm的铜粉加入100ml质量分数为5％稀硫酸中，在25℃下，在1200rpm磁力搅拌下反应5min，得到含纳米铜颗粒的稀硫酸溶液；
在25℃下，使用去离子水对含纳米铜颗粒的稀硫酸溶液进行清洗3次，得到去离子水清洗后的纳米铜颗粒；
另将0.003mol过硫酸钠加入反应容器，再向反应容器中加入稀硫酸和水，使反应容器中稀硫酸的浓度为0.05m，过硫酸钠浓度为0.05m；
在1200rpm磁力搅拌下，向反应容器加入去离子水清洗后的纳米铜颗粒，再向反应容器中加入苯胺，得到含纳米金属颗粒的导电高分子原位聚合反应液；
将含纳米金属颗粒的导电高分子原位聚合反应液在30℃、1200rpm转速搅拌下60min导电高分子原位聚合反应，得到含导电聚合物包覆的纳米金属的分散溶液；
将含导电聚合物包覆的纳米金属的分散溶液离心分离，得到湿的含导电聚合物包覆的纳米金属；
将湿的含导电聚合物包覆的纳米金属用去离子水进行3～5次的洗涤，再用无水乙醇进行2～5次的洗涤，再在40℃真空干燥，得到导电聚合物包覆的纳米金属。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。