一种碱性体系中制备超细银粉的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子工业用金属粉末的制备方法，具体是一种碱性体系中超细银粉的制备方法。
技术背景
[0002]超细银粉是电气和电子工业的重要材料，是电子工业中应用相当广泛的一种贵金属粉末，为厚膜、电阻、陶瓷、介质等电子浆料的基本功能材料。随着电子工业的快速发展，以及银粉在电子浆料、催化、光学等领域的广泛应用，带动了对不同特性的银粉的研究，对银粉的制备和工艺研究有了很大的促进作用。由于我国开展对银粉的研究比较晚，虽然已经取得了一系列的成果，但是和国际上发达国家生产的银粉还有很大的距离。主要问题有:一方面是同一批次生产的银粉粒径分布范围广；另一方面是同批次产品的分散性能不行。当前国内对高性能的银粉需求量很大，而国内的银粉生产企业目前不能满足。
[0003]超细银粉的制备方法多种多样，当前液相还原法是一种最简单、高效的方法，可以有效控制银粉粉体的形貌、粒径大小、表面状态、均匀性等。目前实验室和工业上广泛采用的方法也是依靠溶液反应制备超细银粉。液相还原法是在液相体系中采用还原剂将银盐还原，所得的粉体经过滤、洗涤、干燥获得的超细银粉。液相还原是一个集动力学、热力学、电化学的综合过程。其主要优点是易控制化学组成，易于添加微量有效成分，银粉的粒子和形貌也比较容易控制，设备简单，成本低，易于实现工业化大规模生产，是一种适宜制备组分均匀、纯度高的粉体方法。但也存在固液分离困难、不易转移和组装、粒度分布宽、杂志含量较高、容易团聚以及产率低等弊端，这些均需要进一步的研究和克服。
[0004]在液相还原方法的研究中，主要是集中于还原剂、分散剂的研究。优良的还原剂应该有适中的还原电位，即适当的还原性；还原剂还要具有较好的纯度、分解性或溶解度，以便于在分离过程中能方便出去，减少对其他物质的干扰。常用的还原剂有葡萄糖、甲醛、抗坏血酸、水合肼、双氧水、次磷酸钠等，其中葡萄糖、甲醛和水合肼作还原剂制备出的银粉团聚严重，银粉颗粒较粗大，且粒径分布宽。对比而言，抗坏血酸还原性适中，并具有低毒、环保等优点。常用的分散剂有聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PEG)、乙醇胺等。实验中发现大分子量的PVP和PEG很容易引起银粒子的团聚，不易沉降，在清洗过程中增加难度，引起银损耗。而作为小分子量的乙醇胺能很好地分散、沉降和清洗，故优先选择。
[0005]
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术难题是克服现有技术的不足，提供了一种碱性体系中超细银粉的制备方法，采用乙醇胺作为分散剂，抗坏血酸作为还原剂，能有效解决银粉制备过程中的团聚问题，制备的银粉尺寸分布较均匀，易清洗，损耗少。
[0007]—种碱性体系中超细银粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
(1)银氨溶液的配制:添加硝酸银至去离子水中，溶解完全，并滴加氨水，形成银氨溶液；添加乙醇胺至银氨溶液中，恒温水浴槽中保温；
(2)还原剂的配制:称取抗坏血酸溶于去离子水，配制成抗坏血酸溶液；
(3)液相还原过程:将抗坏血酸溶液快速加入到恒温水浴槽中的银氨溶液里，控制磁力搅拌的速度，恒温反应一段时间；
(4)清洗干燥过程:反应结束后，将上清液倒出，分别用去离子水和无水乙醇清洗若干次，并在真空干燥箱中干燥。
[0008]所述步骤(1)中硝酸银溶液的浓度为0.1-2 mol/L,银氨溶液的pH为8_13，乙醇胺的添加量为溶液体积的0.5%-50%，水浴温度为20-80 °C，保温时间10-60 min。
[0009]所述步骤(2)中抗坏血酸的质量为硝酸银质量的0.52-1.5倍，抗坏血酸的浓度为0.1-1 mol/L0
[0010]所述步骤(3)中磁力搅拌速度为0-500 r/min，反应温度为20_80°C，反应时间为10-120 min。
[0011]所述步骤(4)中先用去离子水清洗4-6次，再用无水乙醇清洗3-5次，真空干燥箱的温度30-80 °C，直至干燥完全。
[0012]本发明与现有技术相比，所具备的优点是:
1)整个过程简单易控，改变硝酸银的浓度、抗坏血酸和乙醇胺的用量调节出不同形貌、不同粒径大小的超细银粉；
2)采用乙醇胺能有效解决银粉生产过程中团聚问题，易沉降，清洗方便，有效减少银粉损耗；
3)采用抗坏血酸有效解决反应过程中反应液溢出、银镜等问题，同时抗坏血酸低毒环保，可用于规模化生产。
[0013]【附图说明】:
图1是实施例1的SEM图。
[0014]图2是实施例2的SEM图。
[0015]图3是实施例3的SEM图。
【具体实施方式】
[0016]实施例1:
(1)添加1.6987g硝酸银至去离子水中，溶解完全，配制成浓度为0.1 mol/L的硝酸银溶液。加氨水至硝酸银溶液中，形成PH为11的银氨溶液；添加3 ml的乙醇胺至银氨溶液中，在温度为60°C恒温水浴槽中保温时间20 min ;
(2)称取1.0 g抗坏血酸溶于去离子水，配制成浓度为0.1 mol/L的抗坏血酸溶液；
(3)将抗坏血酸溶液快速加入到恒温水浴槽中的银氨溶液里，控制磁力搅拌的速度为200 r/min，在 60°C恒温反应 30 min ；
(4)反应结束后，将上清液倒出，分别用去离子水清洗4次，再用无水乙醇清洗3次，真空干燥箱的温度60 °C，直至干燥完全。
[0017]实施例2:
(1)添加1.6987g硝酸银至去离子水中，溶解完全，配制成浓度为0.1 mol/L的硝酸银溶液。加氨水至硝酸银溶液中，形成PH为12的银氨溶液；添加4 ml的乙醇胺至银氨溶液中，在温度为60°C恒温水浴槽中保温时间20 min ;
(2)称取1.0 g抗坏血酸溶于去离子水，配制成浓度为0.1 mol/L的抗坏血酸溶液；
(3)将抗坏血酸溶液快速加入到恒温水浴槽中的银氨溶液里，控制磁力搅拌的速度为200 r/min，在 60°C恒温反应 30 min ；
(4)反应结束后，将上清液倒出，分别用去离子水清洗4次，再用无水乙醇清洗3次，真空干燥箱的温度60 °C，直至干燥完全。
[0018]实施例3:
(1)添加1.6987g硝酸银至去离子水中，溶解完全，配制成浓度为0.1 mol/L的硝酸银溶液。加氨水至硝酸银溶液中，形成PH为13的银氨溶液；添加2 ml的乙醇胺至银氨溶液中，在温度为50°C恒温水浴槽中保温时间20 min ;
(2)称取1.3589 g抗坏血酸溶于去离子水，配制成浓度为0.3 mol/L的抗坏血酸溶液；
(3)将抗坏血酸溶液快速加入到恒温水浴槽中的银氨溶液里，控制磁力搅拌的速度为100 r/min，在 50°C恒温反应 30 min ；
(4)反应结束后，将上清液倒出，分别用去离子水清洗4次，再用无水乙醇清洗3次，真空干燥箱的温度60 °C，直至干燥完全。
【主权项】
1.一种碱性体系中超细银粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)银氨溶液的配制:添加硝酸银至去离子水中，溶解完全，并滴加氨水，形成银氨溶液；添加乙醇胺至银氨溶液中，恒温水浴槽中保温； (2)还原剂的配制:称取抗坏血酸溶于去离子水，配制成抗坏血酸溶液； (3)液相还原过程:将抗坏血酸溶液快速加入到恒温水浴槽中的银氨溶液里，控制磁力搅拌的速度，恒温反应一段时间； (4)清洗干燥过程:反应结束后，将上清液倒出，分别用去离子水和无水乙醇清洗若干次，并在真空干燥箱中干燥。2.根据权利要求1所述的一种碱性体系中超细银粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中硝酸银溶液的浓度为0.1-2 mol/L,银氨溶液的pH为8_13，乙醇胺的添加量为溶液体积的0.5%-50%，水浴温度为20-80 °C，保温时间10-60 min。3.根据权利要求1所述的一种碱性体系中超细银粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中抗坏血酸的质量为硝酸银质量的0.52-1.5倍，抗坏血酸的浓度为0.1-1 mol/Lo4.根据权利要求1所述的一种碱性体系中超细银粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中磁力搅拌速度为0-500 r/min，反应温度为20-80°C，反应时间为10-120 min。5.根据权利要求1所述的一种碱性体系中超细银粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中先用去离子水清洗4-6次，再用无水乙醇清洗3-5次，真空干燥箱的温度30-80°C，直至干燥完全。
【专利摘要】本发明涉及一种碱性体系中超细银粉的制备方法，用到的原料有硝酸银、乙醇胺、抗坏血酸等，以硝酸银、氨水为原料，制备一定PH值的银氨溶液，并将乙醇胺加入到银氨溶液，搅拌均匀，恒温水浴一定时间；配制还原剂：将一定量的抗坏血酸加入到去离子水中，配成一定浓度的抗血酸溶液作为还原剂；液相还原过程：快速将抗坏血酸溶液倒入银氨溶液，反应一定时间；清洗干燥：将反应完后的上清液倒出，分别用去离子水和无水乙醇清洗若干遍，在真空干燥箱干燥即可。本发明过程简单，可控，制备出来的超细银粉呈类球状，尺寸均匀，可用于规模化生产。
【IPC分类】B22F9/24
【公开号】CN105252014
【申请号】CN201510721660
【发明人】何丹农, 章龙, 林琳, 王艳丽, 张春明, 金彩虹
【申请人】上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月30日