一种亚微米级单分散银钯粉的制备方法与流程

1.本发明属于贵金属粉体材料制备技术领域，具体涉及一种导电浆料用亚微米级单分散银钯粉的制备方法。


背景技术：

2.银钯浆料因具有优良的导电性、抗银离子迁移能力、可焊耐焊性与可靠性等优点，作为导体电极浆料和可焊接浆料，被广泛应用于低温共烧（ltcc）和多层陶瓷电容器（mlcc）制造工艺中。其中，银钯粉是银钯浆料的导电填料，按照银与钯混合方式，可以分为混合粉、共沉淀粉和合金粉。由于银钯合金粉末中银和钯达到原子级分散，用其作为导电相制成的银钯浆的使用效果最好。
3.其中，银钯粉的合金化程度、颗粒的形貌、粒径分布和振实密度等性质对后续制成的银钯浆料的性能具有重要影响。
4.化学液相还原法由于反应条件温和、设备简单等原因，国内采用该法研究较多。其合成过程中的影响因素较为复杂，包括反应温度、反应时间、反应物料浓度、反应溶液的ph值、还原剂类型、还原剂用量、分散剂类型及用量、搅拌速率、干燥温度等，均对最终形成的银钯合金粉的性质有重要影响。
5.例如，cn201410352615公开了一种超细银钯双金属合金粉末的制备方法，得到的银钯粉颗粒尺寸为10-25nm。纳米级单颗粒分散性较差，且制备过程中过滤分离困难，滤液中存在银钯胶体，影响产品收率，不利于放大生产。
6.专利cn201210030312.4公开了一种亚微米级单分散银钯复合微球的制备方法，该方法在碱性条件下进行还原反应，在使用了分散剂的条件下，得到的银钯微球的分散性仍然欠佳。


技术实现要素：

7.本发明的主要目的在于提供一种亚微米级单分散球形银钯合金粉末的制备方法，其中银与钯的质量比可根据需要调控，粒径分布以及平均粒径大小可根据反应条件控制在300～900nm范围内。
8.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种亚微米级单分散银钯粉的制备方法，包括如下步骤（1）按照银钯质量比例为7～9：3～1称取分析纯硝酸银5.51～6.70g和含钯9.35%的硝酸钯水溶液7.10～16.04g，加入去离子水配制成金属离子摩尔浓度为0.2～0.6mol/l的氧化剂溶液93～232ml；（2）按照摩尔量为硝酸银与硝酸钯之和的3～8倍称取抗坏血酸或水合肼24.62～65.50g作为还原剂，并用63～232ml去离子水溶解，使得还原剂溶液体积与氧化剂溶液体积相同，然后加入质量浓度为28%的氨水或者稀硝酸溶液调节还原剂溶液的ph至9.01～10.0；（3）在20～80℃条件下，将步骤（2）配制的还原剂溶液快速加入到步骤（1）制得的
氧化剂溶液中，快速搅拌40min～2h，反应完毕室温下陈化0.5h；（4）将步骤（3）中的反应浆液过滤，并用去离子水和乙醇各洗涤两次，所得固体置于真空干燥箱中，在-0.1mpa，30～50℃条件下干燥3～8h，得到4.93～4.96g平均粒径380～700nm的黑色银钯合金粉末。
9.所述的一种亚微米级单分散银钯粉的制备方法，其步骤（2）中的还原剂与银钯硝酸盐的摩尔量之比优选为4:1～6:1。
10.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1，本发明制备过程中不需要添加任何有机保护剂，可在降低生产成本的同时，提高产品的纯度。
11.2，本发明方法制备的银钯粉分散性好，形貌为球形，可通过调节还原剂的ph值、还原剂浓度及反应温度、氧化剂浓度等条件，实现颗粒粒径在200-900nm之间调控，易于抽滤分离或者离心分离，且还原剂过量，反应完全，产品收率高。
12.3，本发明制备工艺流程短，所需反应设备简单，易于放大批产。
附图说明
13.图1为按照实施例1制备的银钯粉；图2为按照实施例3制备的银钯粉；图3为按照实施例4制备的银钯粉。
具体实施方式
14.下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不受这些实施例的限制。
15.实施例1（1）按照银钯质量比例为7：3，分别称取硝酸银（分析纯）5.51g、硝酸钯溶液（含钯9.35%）16.04g，加入适量去离子水配制成银钯总摩尔浓度为0.4mol/l溶液，所得溶液体积为116ml。
16.（2）按照还原剂摩尔量为氧化剂摩尔量（步骤（1）中硝酸银与硝酸钯摩尔量之和）5倍，称取还原剂抗坏血酸41.1g，并加入116ml去离子水，室温下搅拌溶解。然后加入质量浓度为28%的氨水调节还原溶液的ph至9.15。
17.（3）在25℃条件下，将步骤（2）配制的还原液快速加入到步骤（1）制得的氧化液中，快速搅拌反应1h。反应完毕，室温下陈化0.5h。
18.（4）将步骤（3）中的反应浆液过滤，并用去离子水和乙醇各洗涤两次，置于真空干燥箱中，在-0.1mpa，40℃条件下干燥5h，得到黑色的银钯合金粉末4.95g，扫描电镜图如图1所示，平均粒径420nm。
19.实施例2（1）按照银钯质量比例为7：3，分别称取硝酸银（分析纯）5.51g、硝酸钯溶液（含钯9.35%）16.04g，加入适量去离子水配制成银钯总摩尔浓度为0.2mol/l溶液，所得溶液体积为232ml。
20.（2）按照还原剂摩尔量为氧化剂摩尔量（步骤（1）中硝酸银与硝酸钯摩尔量之和）4
倍，称取还原剂抗坏血酸32.82g，并加入232ml去离子水，室温下搅拌溶解。然后加入质量浓度为28%的氨水调节还原溶液的ph至9.01。
21.（3）在55℃条件下，将步骤（2）配制的还原液快速加入到步骤（1）制得的氧化液中，快速搅拌反应80min。反应完毕，室温下陈化0.5h。
22.（4）将步骤（3）中的反应浆液过滤，并用去离子水和乙醇各洗涤两次，置于真空干燥箱中，在-0.1mpa，30℃条件下干燥8h，得到黑色的银钯合金粉末4.96g，平均粒径700nm。
23.实施例3（1）按照银钯质量比例为7.5：2.5，分别称取硝酸银（分析纯）5.91g、硝酸钯溶液（含钯9.35%）13.38g，加入适量去离子水配制成银钯总摩尔浓度为0.5mol/l溶液，所得溶液体积为93ml。
24.（2）按照还原剂摩尔量为氧化剂摩尔量（步骤（1）中硝酸银与硝酸钯摩尔量之和）3倍，称取还原剂抗坏血酸24.62g，并加入93ml去离子水，室温下搅拌溶解。然后加入质量浓度为28%的氨水调节还原溶液的ph至9.50。
25.（3）在35℃条件下，将步骤（2）配制的还原液快速加入到步骤（1）制得的氧化液中，快速搅拌反应1.5h。反应完毕，室温下陈化0.5h。
26.（4）将步骤（3）中的反应浆液过滤，并用去离子水和乙醇各洗涤两次，置于真空干燥箱中，在-0.1mpa，45℃条件下干燥4h，得到黑色的银钯合金粉末4.96g，平均粒径380nm。
27.实施例4（1）按照银钯质量比例为8：2，分别称取硝酸银（分析纯）6.32g、硝酸钯溶液（含钯9.35%）10.70g，加入适量去离子水配制成银钯总摩尔浓度为0.3mol/l溶液，所得溶液体积为155ml。
28.（2）按照还原剂摩尔量为氧化剂摩尔量（步骤（1）中硝酸银与硝酸钯摩尔量之和）8倍，称取还原剂抗坏血酸65.50g，并加入155ml去离子水，室温下搅拌溶解。然后加入质量浓度为28%的氨水调节还原溶液的ph至9.3。
29.（3）在80℃条件下，将步骤（2）配制的还原液快速加入到步骤（1）制得的氧化液中，快速搅拌反应2h。反应完毕，室温下陈化0.5h。
30.（4）将步骤（3）中的反应浆液过滤，并用去离子水和乙醇各洗涤两次，置于真空干燥箱中，在-0.1mpa，50℃条件下干燥3h，得到黑色的银钯合金粉末4.93g，平均粒径650nm。
31.实施例5（1）按照银钯质量比例为8.5：1.5，分别称取硝酸银（分析纯）6.70g、硝酸钯溶液（含钯9.35%）8.02g，加入适量去离子水配制成银钯总摩尔浓度为0.6mol/l溶液，所得溶液体积为77ml。
32.（2）按照还原剂摩尔量为氧化剂摩尔量（步骤（1）中硝酸银与硝酸钯摩尔量之和）6倍，称取还原剂水合肼34.90g，并加入63ml去离子水，室温下搅拌溶解。然后用稀硝酸溶液调节还原溶液的ph至9.8。
33.（3）在30℃条件下，将步骤（2）配制的还原液快速加入到步骤（1）制得的氧化液中，快速搅拌反应50min。反应完毕，室温下陈化0.5h。
34.（4）将步骤（3）中的反应浆液过滤，并用去离子水和乙醇各洗涤两次，置于真空干燥箱中，在-0.1mpa，40℃条件下干燥5h，得到黑色的银钯合金粉末4.93g，平均粒径330nm。
35.实施例6（1）按照银钯质量比例为9：1，分别称取硝酸银（分析纯）6.70g、硝酸钯溶液（含钯9.35%）7.10g，加入适量去离子水配制成银钯总摩尔浓度为0.4mol/l溶液，所得溶液体积为116ml。
36.（2）按照还原剂摩尔量为氧化剂摩尔量（步骤（1）中硝酸银与硝酸钯摩尔量之和）7倍，称取还原剂水合肼40.66g，并加入100ml去离子水，室温下搅拌溶解。然后用稀硝酸溶液调节还原溶液的ph至10.0。
37.（3）在20℃条件下，将步骤（2）配制的还原液快速加入到步骤（1）制得的氧化液中，快速搅拌反应40min。反应完毕，室温下陈化0.5h。
38.（4）将步骤（3）中的反应浆液过滤，并用去离子水和乙醇各洗涤两次，置于真空干燥箱中，在-0.1mpa，45℃条件下干燥6h，得到黑色的银钯合金粉末4.93g，平均粒径510nm。
39.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。