System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种具有中空结构的AuAgCuFeZn高熵合金材料及其制备方法技术_技高网

一种具有中空结构的AuAgCuFeZn高熵合金材料及其制备方法技术

技术编号:41129441 阅读:3 留言:0更新日期:2024-04-30 17:58
本发明专利技术公开一种具有中空结构的AuAgCuFeZn高熵合金材料及其制备方法,包括:配制含有十六烷基三甲基氯化铵的有机溶液;在有机溶液中先加入含有Au元素的前驱体,超声均匀后进行搅拌,随后分别加入含有Ag、Cu、Fe和Zn元素的前驱体,剧烈搅拌后进行超声,然后添加过量的NaOH进行搅拌反应,上述混合物由溶液逐渐变成糊状物,室温静置反应;反应完全后干燥,干燥后与六羰基钼混合,并进行高温煅烧,煅烧完成后将产物碾碎、洗涤、烘干即可。本发明专利技术能够在一锅法中简易制备出尺寸在1.5μm左右均匀分布且具有中空结构AuAgCuFeZn高熵合金材料,该材料内部具有中空结构,外部壳层上Au、Ag、Cu、Fe、Zn五种元素呈均匀分布。该AuAgCuFeZn高熵合金有望应用于药物递送和生物催化领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高熵合金材料制备领域,具体涉及一种具有中空结构的auagcufezn高熵合金材料及其制备方法。


技术介绍

1、长期以来,合金化一直被用来赋予材料理想的性能,传统合金通常将相对少量的次要元素添加到主要元素中,但其有限的组分空间不利于新性能的研究和发展。为了克服这一局限,多主元素的高熵合金受到了人们的极大关注,其是一种由五种及以上金属元素组成的,且每种元素含量在合金中的占比为5%-35%之间的新型合金材料。

2、目前,现有的高熵合金制备方法中,大都集中在物理冶金等领域,如真空熔炼法、激光增材制造等高温熔融方法。多种非混相元素之间较大的混合焓将导致合金系统的不稳定,易产生偏析和相分离等现象。这使得所制备的高熵合金大都呈现出块状结构,形貌大小难以调控,无法炼制熔点偏低的金属元素,且制备条件苛刻、耗能巨大、成本过高,极大的限制了高熵合金的广泛应用。除此之外,由于高熵合金制备方法的限制,目前针对高熵合金的主要应用也大都集中在合金材料的物理性质上,如抗高温熔融的conicurupd合金、抗氧化耐腐蚀的feconicupt合金等。但高熵合金在生物应用领域,如药物递送、生物催化、免疫治疗等领域尚有极大的开发潜力,这也迫切的要求我们开发一种简易、友好的高熵合金制备方法。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足,本专利技术创新性的开发了一种简易友好的一锅法制备具有中空结构的auagcufezn高熵合金材料的制备方法。基于此方法合成的高熵合金材料尺寸在1.5μm左右均匀分布,且高熵合金内部具有中空结构,外部壳层au、ag、cu、fe、zn五种元素呈均匀分布。该auagcufezn高熵合金有望应用于药物递送和生物催化等领域。

2、为实现上述目的,本专利技术通过下述技术方案实现:

3、一种具有中空结构的auagcufezn高熵合金材料,所述auagcufezn高熵合金材料内部具有中空结构,其外部壳层上均匀分布有au、ag、cu、fe和zn五种元素。

4、优选地,所述auagcufezn高熵合金材料的粒径为1.5μm。

5、一种如前所述的具有中空结构的auagcufezn高熵合金材料的制备方法,包括:

6、配制含有十六烷基三甲基氯化铵的有机溶液;

7、在有机溶液中先加入含有au元素的前驱体,超声均匀后进行搅拌,随后分别加入含有ag、cu、fe和zn元素的前驱体,剧烈搅拌后进行超声,然后添加过量的naoh进行搅拌反应,上述混合物由溶液逐渐变成糊状物,室温静置反应;

8、反应完全后进行干燥,干燥后与六羰基钼混合,并进行高温煅烧,煅烧完成后将产物碾碎、洗涤、烘干便可得到具有中空结构的auagcufezn高熵合金材料。

9、其中,十六烷基三甲基氯化铵作为表面活性剂使用,用于防止各离子前驱体在溶剂中自聚和无序反应。

10、其中,因为naoh的添加量是非常巨大的,naoh用于提供各种前驱体发生分子间缩合反应所需的强碱性环境并参与反应。添加完naoh后,各有机金属前驱体开始发生缩合反应,溶剂中的乙酰丙酮分子在强碱性条件下被剥夺质子并生成碳负离子。强活化后碳负离子作为亲核试剂与醛和酮进行亲核加成反应,即活化后的碳负离子与具有碳正离子的有机金属前驱体或乙酰丙酮分子发生缩合反应,并形成新的碳碳键。在这个过程中五种金属的有机化合物前驱体发生缩合反应的概率是随机均匀的。经过不断重复的缩合反应,原来的小分子和有机金属前驱体变成了超分子聚合物,具体的实验现象即混合物由溶液逐渐变成糊状物。

11、其中,六羰基钼作为弱的还原剂,在高温热解过程中生成还原性气体co,将金属前驱体还原成亚稳态金属离子,使制备的高熵合金具有较强的催化活性,同时生成的气体会使高温熔融态的合金具有中空结构。

12、其中,有机金属前驱体离子聚合后形成的超分子聚合物含有大量的有机物,通过高温煅烧使有机物挥发。

13、优选地,配制含有十六烷基三甲基氯化铵的有机溶液的方法为:将十六烷基三甲基氯化铵加入乙酰丙酮溶液中,超声溶解。

14、优选地,含有au、ag、cu、fe和zn元素的前驱体分别为氯金酸溶液、乙酰丙酮银、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮铁和乙酰丙酮锌。

15、优选地,十六烷基三甲基氯化铵、氯金酸溶液、乙酰丙酮银、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮锌、六羰基钼之间的投料摩尔比为1.6:1:1:1:1:1:2.5。

16、优选地,naoh、氯金酸溶液、乙酰丙酮银、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮锌之间的投料摩尔比为(140-900):1:1:1:1:1。

17、优选地,室温静置反应时间为1-2周。

18、优选地,干燥的条件为:在60-100℃温度下真空干燥,直至完全干燥。

19、优选地,高温煅烧的条件为:在700-900℃的管式炉中以10-30℃/min的升温速率高温煅烧6-8h。

20、与现有技术相比,本专利技术取得的有益效果有:

21、1、现有合成方案仅适用于制备块状高熵合金,无法精确调控高熵合金的形貌。本专利技术合成制备的高熵合金具有内部中空结构,外部壳层au、ag、cu、fe、zn五种元素呈均匀分布。

22、2、现有合成方案制备的高熵合金尺寸分布不均一。本专利技术制备的高熵合金在1.5μm左右均匀分布。

23、3、现有合成方法复杂不易操作,且耗能高。本专利技术采用一锅法分步合成,实验步骤简单易操作,避免了传统高温熔融法中存在的安全隐患。

24、4、现有合成方案制备的高熵合金大都局限于开发合金材料的物理性能。本专利技术合成的具有中空结构的auagcufezn高熵合金,拓展了其在生物载药领域的应用潜力。

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【技术保护点】

1.一种具有中空结构的AuAgCuFeZn高熵合金材料,其特征在于,所述AuAgCuFeZn高熵合金材料内部具有中空结构,其外部壳层上均匀分布有Au、Ag、Cu、Fe和Zn五种元素。

2.根据权利要求1所述的具有中空结构的AuAgCuFeZn高熵合金材料,其特征在于,所述AuAgCuFeZn高熵合金材料的粒径为1.5μm。

3.一种如权利要求1或2所述的具有中空结构的AuAgCuFeZn高熵合金材料的制备方法,其特征在于,包括:

4.根据权利要求3所述的具有中空结构的AuAgCuFeZn高熵合金材料的制备方法,其特征在于,配制含有十六烷基三甲基氯化铵的有机溶液的方法为:将十六烷基三甲基氯化铵加入乙酰丙酮溶液中,超声溶解。

5.根据权利要求3所述的具有中空结构的AuAgCuFeZn高熵合金材料的制备方法,其特征在于,含有Au、Ag、Cu、Fe和Zn元素的前驱体分别为氯金酸溶液、乙酰丙酮银、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮铁和乙酰丙酮锌。

6.根据权利要求5所述的具有中空结构的AuAgCuFeZn高熵合金材料的制备方法,其特征在于,十六烷基三甲基氯化铵、氯金酸溶液、乙酰丙酮银、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮锌、六羰基钼之间的投料摩尔比为1.6:1:1:1:1:1:2.5。

7.根据权利要求5所述的具有中空结构的AuAgCuFeZn高熵合金材料的制备方法,其特征在于,NaOH、氯金酸溶液、乙酰丙酮银、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮锌之间的投料摩尔比为(140-900):1:1:1:1:1。

8.根据权利要求3所述的具有中空结构的AuAgCuFeZn高熵合金材料的制备方法,其特征在于,室温静置反应时间为1-2周。

9.根据权利要求3所述的具有中空结构的AuAgCuFeZn高熵合金材料的制备方法,其特征在于,干燥的条件为:在60-100℃温度下真空干燥,直至完全干燥。

10.根据权利要求3所述的具有中空结构的AuAgCuFeZn高熵合金材料的制备方法,其特征在于,高温煅烧的条件为:在700-900℃的管式炉中以10-30℃/min的升温速率高温煅烧6-8h。

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【技术特征摘要】

1.一种具有中空结构的auagcufezn高熵合金材料,其特征在于,所述auagcufezn高熵合金材料内部具有中空结构,其外部壳层上均匀分布有au、ag、cu、fe和zn五种元素。

2.根据权利要求1所述的具有中空结构的auagcufezn高熵合金材料,其特征在于,所述auagcufezn高熵合金材料的粒径为1.5μm。

3.一种如权利要求1或2所述的具有中空结构的auagcufezn高熵合金材料的制备方法,其特征在于,包括:

4.根据权利要求3所述的具有中空结构的auagcufezn高熵合金材料的制备方法,其特征在于,配制含有十六烷基三甲基氯化铵的有机溶液的方法为:将十六烷基三甲基氯化铵加入乙酰丙酮溶液中,超声溶解。

5.根据权利要求3所述的具有中空结构的auagcufezn高熵合金材料的制备方法,其特征在于,含有au、ag、cu、fe和zn元素的前驱体分别为氯金酸溶液、乙酰丙酮银、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮铁和乙酰丙酮锌。

6.根据权利要求5所述的具有中空结构的aua...

【专利技术属性】
技术研发人员:高冠斌张斌
申请(专利权)人:武汉理工大学
类型:发明
国别省市:

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