本技術(shù)涉及金屬粉體制備，具體涉及一種高球形度微納米銀粉及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，太陽(yáng)能行業(yè)和電子行業(yè)呈現(xiàn)出迅猛的發(fā)展態(tài)勢(shì)。在這兩個(gè)行業(yè)中，微納米銀粉因其卓越的導(dǎo)電性能得到廣泛應(yīng)用，尤其是在太陽(yáng)能光伏、電子器件以及傳感等關(guān)鍵領(lǐng)域，已成為熱點(diǎn)研究材料之一。研究表明，微納米銀粉的性能及其在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)與多個(gè)因素緊密相關(guān)，包括銀粉的表面形貌、粉體尺寸、粒徑分布以及分散性等，這些因素對(duì)于微納米銀粉能否充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，滿足不同領(lǐng)域的應(yīng)用需求起著至關(guān)重要的作用。

2、球形銀粉的形狀規(guī)則、表面較為光滑，有利于電子的傳輸，因此，在電子電路中，使用球形銀粉作為導(dǎo)電填料可以減少信號(hào)傳輸過(guò)程中的損耗，提高電路的工作效率和穩(wěn)定性。

3、然而，現(xiàn)有技術(shù)中在制備球形銀粉方面仍存在一些技術(shù)難題：其一，部分制備工藝繁瑣復(fù)雜，且部分原材料可能具有毒性或危險(xiǎn)性，不僅對(duì)操作人員的健康和安全構(gòu)成威脅，還增加了生產(chǎn)過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)保壓力，最終制備得到的銀粉表面還會(huì)殘留較多試劑，難以清洗干凈；其二，制備球形銀粉對(duì)工藝的要求較高，常因?yàn)椴糠忠蛩睾蜅l件無(wú)法精確控制而導(dǎo)致不同批次制備的球形銀粉在粒徑、形貌、分散性等方面存在差異，影響產(chǎn)品的批次穩(wěn)定性，同時(shí)也增加了大規(guī)模生產(chǎn)的難度；其三，在電子器件中，常需要特定粒徑的球形銀粉實(shí)現(xiàn)特定的性能要求，然而，目前少有制備工藝可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定精確的調(diào)控球形銀粉的粒徑大小。

4、有鑒于此，有必要設(shè)計(jì)一種高球形度微納米銀粉及其制備方法，以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于背景技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)提供了一種高球形度微納米銀粉及其制備方法，先用還原性更強(qiáng)的硼氫化鈉制備得到球形度更高的納米銀晶核，再通過(guò)分散劑聚乙烯吡咯烷酮與還原劑抗壞血酸的協(xié)同作用制備得到高球形度、粒徑均一的銀粉，然后利用氫氧化鈉與聚乙烯吡咯烷酮的強(qiáng)反應(yīng)性使聚乙烯吡咯烷酮迅速水解，銀離子之間出現(xiàn)假性團(tuán)聚，并迅速沉降，最后去除上清液得到高球形度微納米銀粉；本技術(shù)提供的制備方法可通過(guò)調(diào)整步驟s1中加入的硝酸銀固體的質(zhì)量和硼氫化鈉的質(zhì)量，調(diào)整步驟s4得到的高球形度微納米銀粉的粒徑，最終制備的高球形度微納米銀粉粒徑在50-600nm之間，適用于太陽(yáng)能光伏正極銀漿及電子漿料領(lǐng)域；本技術(shù)采用的原材料無(wú)毒、無(wú)污染，對(duì)環(huán)境友好，且工藝流程簡(jiǎn)短，底液可即配即用，無(wú)需提前制備晶核，批次穩(wěn)定性高，已實(shí)現(xiàn)公斤級(jí)放大生產(chǎn)。

2、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種高球形度微納米銀粉的制備方法，包括如下步驟：

3、s1，在攪拌條件下，將分散劑溶解于去離子水中，加入硝酸銀固體，待充分溶解，先加入第一還原劑，繼續(xù)攪拌2-5min，再加入第二還原劑，攪拌至完全溶解，得到含納米銀晶核的底液；具體的，所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮，所述第一還原劑為硼氫化鈉，所述第二還原劑為抗壞血酸；

4、s2，分別配制硝酸銀溶液、第三還原劑溶液以及氫氧化鈉溶液；

5、s3，在攪拌條件下，用蠕動(dòng)泵將所述硝酸銀溶液與所述第三還原劑溶液同時(shí)快速滴加至步驟s1制備的底液中，繼續(xù)攪拌反應(yīng)5-10min，得到混合溶液；

6、s4，用步驟s2配制的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟s3中混合溶液的ph值為6.5-8，充分?jǐn)嚢韬螅o置沉降，隨后除去上清液，收集沉降的銀粉，將所述銀粉洗滌、干燥，得到高球形度微納米銀粉。

7、在一些實(shí)施例中，步驟s2中，所述第三還原劑溶液的濃度為200-220g/l，所述第三還原劑溶液為抗壞血酸溶液。

8、在一些實(shí)施例中，步驟s1中，所述硝酸銀固體與所述硼氫化鈉的質(zhì)量比為1：(0.5-1)，所述底液中銀的濃度為0.01-0.02g/l。

9、在一些實(shí)施例中，步驟s2的硝酸銀溶液中的硝酸銀與步驟s1中的聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量比為1：(0.05-0.2)；步驟s2的硝酸銀溶液中的硝酸銀與步驟s1中抗壞血酸的質(zhì)量比為1：(0.02-0.05)；步驟s2的硝酸銀溶液中的硝酸銀與步驟s2的抗壞血酸溶液中的抗壞血酸的質(zhì)量比為1：(0.5-0.8)。

10、在一些實(shí)施例中，步驟s2中，所述硝酸銀溶液的濃度為100-400g/l，所述氫氧化鈉溶液濃度為4-6mol/l。

11、在一些實(shí)施例中，步驟s3中，所述硝酸銀溶液和所述抗壞血酸溶液的滴加速度均為150-200ml/min。

12、在一些實(shí)施例中，步驟s1的底液中加入硝酸銀固體和硼氫化鈉的質(zhì)量與步驟s4得到的高球形度微納米銀粉的粒徑呈負(fù)相關(guān)，即同時(shí)增加底液中加入硝酸銀固體和硼氫化鈉的質(zhì)量，所述高球形度微納米銀粉的粒徑減小。

13、在一些實(shí)施例中，步驟s4中，用所述氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)所述混合溶液的ph值為6.5-8，充分?jǐn)嚢?-10min后，靜置沉降1-5min。

14、在一些實(shí)施例中，步驟s4中的洗滌具體為，先用去離子水洗滌，再用乙醇洗滌。

15、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種高球形度微納米銀粉，所述高球形度微納米銀粉根據(jù)前述技術(shù)方案中任一項(xiàng)技術(shù)方案制備得到，所述高球形度微納米銀粉的粒徑在50-600nm之間。

16、本技術(shù)的有益效果是：

17、本技術(shù)提供了一種高球形度微納米銀粉及其制備方法，先用還原性更強(qiáng)的硼氫化鈉制備得到球形度更高的納米銀晶核，再通過(guò)分散劑聚乙烯吡咯烷酮與還原劑抗壞血酸的協(xié)同作用制備得到高球形度、粒徑均一的銀粉，然后利用氫氧化鈉與聚乙烯吡咯烷酮的強(qiáng)反應(yīng)性使聚乙烯吡咯烷酮迅速水解，銀離子之間出現(xiàn)假性團(tuán)聚，并迅速沉降，最后去除上清液得到高球形度微納米銀粉，該銀粉粒徑在50-600nm之間，適用于太陽(yáng)能光伏正極銀漿及電子漿料領(lǐng)域。

18、其一，本技術(shù)在步驟s1中采用聚乙烯吡咯烷酮、硝酸銀、硼氫化鈉以及抗壞血酸制備底液，不僅使制備的銀粉球形度更高，粒徑更均一，還提升了工藝的穩(wěn)定性，且這種底液可以即配即用，無(wú)需提前制備。硼氫化鈉的還原性強(qiáng)于抗壞血酸，先加入硼氫化鈉，硝酸銀可以迅速被硼氫化鈉還原為銀單質(zhì)，使生成的納米銀晶核更圓，由于此時(shí)體系中銀濃度較低，在分散劑聚乙烯吡咯烷酮的作用下，銀單質(zhì)以納米級(jí)的銀晶核形式均勻穩(wěn)定的分散在溶液中，而抗壞血酸還原性較弱，反應(yīng)速率較低，用于在步驟s3中參與還原反應(yīng)，有利于進(jìn)一步提升銀粉的球形度。

19、其二，本技術(shù)在步驟s3中將硝酸銀溶液與抗壞血酸溶液同時(shí)滴加入底液中的方式是根據(jù)底液的成分設(shè)計(jì)的?？箟难徇€原硝酸銀的整個(gè)反應(yīng)過(guò)程較快，屬于瞬時(shí)還原過(guò)程，當(dāng)?shù)滓褐泻芯Ш撕涂箟难釙r(shí)，同時(shí)滴加硝酸銀溶液和抗壞血酸溶液的過(guò)程中，底液中的抗化血酸濃度迅速增大，短時(shí)間內(nèi)溶液中還原出大量單質(zhì)銀，銀單質(zhì)依附于晶核表面開(kāi)始生長(zhǎng)，最終使晶核長(zhǎng)為球形銀粉；當(dāng)?shù)滓褐袥](méi)有第二還原劑存在時(shí)，同時(shí)滴加硝酸銀溶液和抗壞血酸溶液的過(guò)程中，底液中的抗壞血酸濃度相對(duì)較低，且由于抗壞血酸的還原性相對(duì)較弱，雖然大部分硝酸銀被還原成單質(zhì)銀并依附在晶核表面進(jìn)行生長(zhǎng)，但仍有少量硝酸銀被還原成單質(zhì)銀后還未來(lái)得及在晶核上生長(zhǎng)就直接長(zhǎng)成了不規(guī)則片狀銀粉，最終使制備的銀粉為不規(guī)則片狀和類球狀混合形貌，而不是均一的球形形貌。

20、其三，采用其它分散劑（非聚乙烯吡咯烷酮）無(wú)法實(shí)現(xiàn)本技術(shù)的技術(shù)效果，這是因?yàn)?，分散劑種類對(duì)銀粉形貌影響較大，還原劑的性能和加入方式也對(duì)銀粉形貌影響較大，只有采用聚乙烯比咯烷酮作為分散劑，采用抗壞血酸作為還原劑，兩者協(xié)同作用才可以制得本技術(shù)提供的球形度高、表面光滑且結(jié)晶度高的微納米銀粉。

21、其四，本技術(shù)在步驟s4中采用氫氧化鈉調(diào)節(jié)反應(yīng)后的混合溶液的ph值，一方面可以使銀粉形貌維持穩(wěn)定，不在酸性環(huán)境中出現(xiàn)不可逆的形變和團(tuán)聚；另一方面氫氧化鈉可以迅速使聚乙烯比咯烷酮水解，進(jìn)而使銀粉出現(xiàn)假性團(tuán)聚而迅速絮凝并沉降，有利于縮短制備時(shí)間，且聚乙烯比咯烷酮水解后，銀粉更容易清洗干凈，表面有機(jī)物殘留量低于0.2%。假性團(tuán)聚可以待銀粉干燥后通過(guò)氣磨打開(kāi)，不會(huì)對(duì)銀粉的形貌造成影響。

22、綜上所述，本技術(shù)合理設(shè)計(jì)技術(shù)方案，充分利用聚乙烯吡咯烷酮、硼氫化鈉、抗壞血酸以及氫氧化鈉的特性，使試劑之間相互配合，實(shí)現(xiàn)球形銀粉的制備和粒徑調(diào)控；采用的原材料無(wú)毒、無(wú)污染，對(duì)環(huán)境友好，工藝流程簡(jiǎn)短，底液可即配即用，無(wú)需提前制備晶核，批次穩(wěn)定性高，已實(shí)現(xiàn)公斤級(jí)放大生產(chǎn)，在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了顯著的進(jìn)步。

23、上述說(shuō)明僅是本技術(shù)技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本技術(shù)的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本技術(shù)的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本技術(shù)的具體實(shí)施方式。