聚乙烯吡咯烷酮与乙二醇协同制备亚微米铜颗粒的绿色合成机制及应用研究

为解决铜纳米颗粒在储存、应用、表面修饰及生产成本等方面的挑战，研究人员开发了一种简单环保的一步合成法，利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和乙二醇(EG)作为还原剂，成功制备出平均尺寸≈140 nm、高稳定性且分散性良好的球形亚微米铜颗粒。该方法通过多功能材料协同作用减少添加剂种类，显著降低生产成本，为纳米铜的工业化应用提供了新思路。

　　

铜纳米颗粒虽具备高导电性、烧结性能和抗菌活性等优势，却受限于严苛的储存条件、直接应用困难、表面修饰复杂及高昂成本。这项研究突破性地采用无毒聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和乙二醇(EG)双功能体系，在氢氧化钠调节的碱性环境中，通过一步法合成出平均粒径≈140 nm的球形亚微米铜颗粒。PVP在此过程中身兼三职——既作还原剂又当封端剂，还与EG协同调控铜离子还原动力学，最终形成单分散性优异的产物。该策略巧妙利用材料的多功能性，将添加剂种类压缩至最低限度，不仅简化了传统多步骤工艺，更大幅降低了生产成本。机理研究表明，碱性条件下PVP与EG的联合还原作用是形成亚微米级球形铜颗粒的关键，为功能性纳米铜材料的规模化生产提供了绿色解决方案。