一種超聲分散處理惰性氣氛保護(hù)制備超細(xì)銀粉的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超細(xì)銀粉的制備方法，具體來說，是涉及一種超聲分散處理惰性氣氛保護(hù)制備超細(xì)銀粉的方法，屬于貴金屬材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]隨著電子工業(yè)、新能源等技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展，超細(xì)銀粉憑其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，廣泛應(yīng)用于導(dǎo)電漿料、能源工業(yè)、復(fù)合材料、催化劑、抗菌材料等眾多領(lǐng)域。其中導(dǎo)電漿料作為一種功能材料，廣泛應(yīng)用于各電子元器件的生產(chǎn)中。銀粉是導(dǎo)電漿料的最重要的原材料，對制備過程中的成膜性、膜厚度、電性能、可焊性和粘附性等參數(shù)有著重要影響，銀粉質(zhì)量直接影響導(dǎo)電漿料及最終形成導(dǎo)體的性能。因此，高品質(zhì)銀粉的研制已經(jīng)成為導(dǎo)電漿料的關(guān)鍵，越來越受到各國的重視。
[0003]目前，國內(nèi)外關(guān)于銀粉制備的技術(shù)和專利有很多，但主要還是依靠液相還原法。在液相還原過程中，多數(shù)選擇采用攪拌的方法來實現(xiàn)溶液的均一性。但攪拌過程會嚴(yán)重影響銀粉的形貌，不僅顆粒大小不均勻，而且粉體的球形度遭到破壞，并且攪拌速率越大，銀粉形貌越不規(guī)則。原因在于攪拌過程形成的渦流會把空氣帶入液體中，使剛還原出來的銀核氧化成氧化銀，在攪拌情況下不可控制，使得銀粉的“成核-生長”變成“成核-氧化-生長-氧化”，因此顆粒形狀難以維持球形。同時攪拌過程中產(chǎn)生的剪切力使分散劑在銀核表面的吸附力變?nèi)?，超?xì)銀粉容易發(fā)生團(tuán)聚。在CN101716685A中磁力攪拌轉(zhuǎn)速在200~600 r/min，并且將硝酸銀逐滴加入抗壞血酸溶液中，最后制備出的超細(xì)銀粉0.5-5.5 μ m的球形銀粉，銀粉顆粒大小不均勻，粒度分布較大。在CN104646683A中也出現(xiàn)同樣的情況。主要原因是磁力攪拌帶來的影響，此外，逐滴滴加會導(dǎo)致成核時間不一致，部分先成核長大消耗銀源，后成核的因為銀源減少而無法長大，以致整體大小不均勻。
[0004]常規(guī)的磁力攪拌，由于不同位置的速度不一樣，剪切力也不一樣，溶液內(nèi)部不均勻。在液相還原過程中，采用超聲分散，能夠透射到反應(yīng)溶液中，通過溶液分子的電磁震蕩，增加分子的運動，使整個溶液處于均相狀態(tài)。在反應(yīng)過程中添加惰性氣體保護(hù)，有利于排空氧氣，減少分子運動過程中的氧化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)難題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，即液相還原制備超細(xì)銀粉中出現(xiàn)的球形度差、粒徑不均勻等難題，提供了一種超聲分散處理惰性氣氛保護(hù)制備超細(xì)銀粉的方法，采用超聲分散處理代替常規(guī)的攪拌，并添加惰性氣體保護(hù)，能有效解決銀粉制備過程中的球形度差、粒徑不均勻及團(tuán)聚問題，制備的銀粉分布均勻，粒徑集中，易清洗。
[0006]—種超聲分散處理惰性氣氛保護(hù)制備超細(xì)銀粉的方法，其特征在于，包括以下步驟:
(1)稱取硝酸銀溶于去離子水中，配成硝酸銀溶液。向硝酸銀溶液中添加氨水，配制成銀氨溶液。并將分散劑添進(jìn)銀氨溶液，攪拌均勻，置于三口燒瓶中水浴預(yù)熱； (2)將抗壞血酸、水合肼或甲酸銨中的一種溶于去離子水中形成還原劑溶液；
(3)以還原劑為底液，超聲分散處理，并通入惰性氣氛保護(hù)，迅速將銀氨溶液倒入三口燒瓶中，塞緊添料口，反應(yīng)一段時間；
(4 )反應(yīng)結(jié)束后，將上清液倒出，得到的超細(xì)銀粉沉淀經(jīng)去離子水與無水乙醇清洗若干遍，冷凍干燥，得到超細(xì)銀粉固體粉末。
[0007]步驟(1)中硝酸銀的濃度為0.01-3 mol/L，銀氨溶液的pH為8-13，分散劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、明膠、乙醇胺中的一種或其組合，添加量為溶液體積分?jǐn)?shù)的0.1-10%，水浴溫度 10-70°c，預(yù)熱時間 10-30 min。
[0008]步驟(2)中還原劑的添加量為硝酸銀摩爾質(zhì)量的1-2倍，還原劑濃度為0.01-3mol/L。
[0009]步驟(3)中超聲分散處理的功率1-5 KW，超聲頻率為50 KHz，通入的惰性氣體是N2SAr，反應(yīng)時間為10-60 min。
[0010]步驟(4)由去離子水和無水乙醇各清洗3-5遍，冷凍干燥處理，直至干燥完全。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，所具備的優(yōu)點是:
整個過程簡單易控，改變硝酸銀的濃度、還原劑與分散劑的用量制備出不同形貌、不同粒徑大小的超細(xì)銀粉；采用超聲分散處理和惰性氣氛保護(hù)能有效解決銀粉生產(chǎn)過程中能有效解決銀粉制備過程中的球形度差、粒徑不均勻及團(tuán)聚問題，制備的銀粉分布均勻，粒徑集中，易清洗。
[0012]【附圖說明】:
圖1是實施例1的SEM圖。
【具體實施方式】
[0013]實施例1:
(1)稱取1.6987g的硝酸銀，配制成濃度為0.1 mol/L的硝酸銀溶液。添加氨水，配制成PH為10的銀氨溶液。并將乙醇胺按溶液體積分?jǐn)?shù)的2%添加到銀氨溶液，攪拌均勻，置于三口燒瓶中保持溫度30°C，預(yù)熱30 min ;
(2)選擇1.5g抗壞血酸去離子水，濃度為0.2 mol/L，形成還原劑溶液；
(3)以抗壞血酸為底液，保持超聲功率為5KW，超聲頻率為50 KHz進(jìn)行超聲分散處理，并通入惰性氣氛N2保護(hù)，迅速將銀氨溶液倒入三口燒瓶中，塞緊添料口，反應(yīng)為30 min ;
(4)反應(yīng)結(jié)束后，將上清液倒出，得到的超細(xì)銀粉沉淀經(jīng)去離子水與無水乙醇各清洗3遍，冷凍干燥，直至干燥完全，得到超細(xì)銀粉固體粉末。
[0014]實施例2:
(1)稱取1.6987g的硝酸銀，配制成濃度為0.2 mol/L的硝酸銀溶液。添加氨水，配制成PH為12的銀氨溶液。并將聚乙烯醇按溶液體積分?jǐn)?shù)的5%添加到銀氨溶液，攪拌均勻，置于三口燒瓶中保持溫度30°C，預(yù)熱30 min ;
(2)選擇1.0 g抗壞血酸去離子水，濃度為0.2 mol/L，形成還原劑溶液；
(3)以抗壞血酸為底液，保持超聲功率為5KW，超聲頻率為50 KHz進(jìn)行超聲分散處理，并通入惰性氣氛N2保護(hù)，迅速將銀氨溶液倒入三口燒瓶中，塞緊添料口，反應(yīng)為30 min ;
(4)反應(yīng)結(jié)束后，將上清液倒出，得到的超細(xì)銀粉沉淀經(jīng)去離子水與無水乙醇各清洗3遍，冷凍干燥，直至干燥完全，得到超細(xì)銀粉固體粉末。
[0015]實施例3:
(1)稱取1.6987g的硝酸銀，配制成濃度為0.15 mol/L的硝酸銀溶液。添加氨水，配制成PH為13的銀氨溶液。并將乙醇胺按溶液體積分?jǐn)?shù)的1%添加到銀氨溶液，攪拌均勻，置于三口燒瓶中保持溫度30°C，預(yù)熱30 min ;
(2)選擇1.0g抗壞血酸去離子水，濃度為0.15 mol/L，形成還原劑溶液；
(3)以抗壞血酸為底液，保持超聲功率為5KW，超聲頻率為50 KHz進(jìn)行超聲分散處理，并通入惰性氣氛N2保護(hù)，迅速將銀氨溶液倒入三口燒瓶中，塞緊添料口，反應(yīng)為30 min ;
反應(yīng)結(jié)束后，將上清液倒出，得到的超細(xì)銀粉沉淀經(jīng)去離子水與無水乙醇各清洗3遍，冷凍干燥，直至干燥完全，得到超細(xì)銀粉固體粉末。
【主權(quán)項】
1.一種超聲分散處理惰性氣氛保護(hù)制備超細(xì)銀粉的方法，其特征在于，包括以下步驟:(1)稱取硝酸銀溶于去離子水中，配成硝酸銀溶液，向硝酸銀溶液中添加氨水，配制成銀氨溶液，并將分散劑添進(jìn)銀氨溶液，攪拌均勻，置于三口燒瓶中水浴預(yù)熱；(2)將抗壞血酸、水合肼或甲酸銨中的一種溶于去離子水中形成還原劑溶液；(3)以還原劑為底液，超聲分散處理，并通入惰性氣氛保護(hù)，迅速將銀氨溶液倒入三口燒瓶中，塞緊添料口，反應(yīng)一段時間；(4 )反應(yīng)結(jié)束后，將上清液倒出，得到的超細(xì)銀粉沉淀經(jīng)去離子水與無水乙醇清洗若干遍，冷凍干燥，得到超細(xì)銀粉固體粉末。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲分散處理惰性氣氛保護(hù)制備超細(xì)銀粉的方法，其特征在于，步驟(1)中硝酸銀的濃度為0.01-3 mol/L，銀氨溶液的pH為8-13,分散劑為聚乙稀吡咯烷酮、聚乙烯醇、明膠、乙醇胺中的一種或其組合，添加量為溶液體積分?jǐn)?shù)的〇.1-10%，水浴溫度10_70°C，預(yù)熱時間10-30 min。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲分散處理惰性氣氛保護(hù)制備超細(xì)銀粉的方法，其特征在于，步驟(2)中還原劑的添加量為硝酸銀摩爾質(zhì)量的1-2倍，還原劑濃度為0.01-3mol/L〇4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲分散處理惰性氣氛保護(hù)制備超細(xì)銀粉的方法，其特征在于，步驟(3)中超聲分散處理的功率1-5 KW，超聲頻率為50 KHz，通入的惰性氣體是N2或Ar，反應(yīng)時間為10-60 min。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲分散處理惰性氣氛保護(hù)制備超細(xì)銀粉的方法，其特征在于，步驟(4)由去離子水和無水乙醇各清洗3-5遍，冷凍干燥處理，直至干燥完全。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超聲分散處理惰性氣氛保護(hù)制備超細(xì)銀粉的方法，用到的原料有硝酸銀、分散劑和還原劑。一定PH銀氨溶液的配制，并添加分散劑攪拌均勻，加入到三口燒瓶中；一定濃度還原劑的配制；以還原劑為底液，將銀氨溶液加入進(jìn)去，超聲分散處理，并通入惰性氣體；超細(xì)銀粉的洗滌與干燥。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用超聲分散處理與氣氛保護(hù)，保證反應(yīng)溶液時刻均一，避免攪拌過程中產(chǎn)生的剪切力而使銀粉形貌發(fā)生不規(guī)則變化，也避免氧氣的進(jìn)入導(dǎo)致生成的銀核氧化。生成的超細(xì)銀粉，粒徑均勻，球形度和分散性好，可用于大規(guī)模生產(chǎn)。
【IPC分類】B22F9/24
【公開號】CN105268990
【申請?zhí)枴緾N201510753134
【發(fā)明人】何丹農(nóng), 章龍, 林琳, 王艷麗, 張春明, 金彩虹
【申請人】上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月9日