[發(fā)明專利]一種固相反應(yīng)超細(xì)銀粉制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910167956.X
• 申請日: 2009-10-21
• 公開（公告）號: CN101774026A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何為;楊穎;王守緒;胡可;何波;莫蕓綺
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué);珠海元盛電子科技股份有限公司
• 主分類號: B22F9/20
• 分類號: B22F9/20
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 葛啟函

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及功能材料，尤其是微納米超細(xì)顆粒材料的制備。

背景技術(shù)

超細(xì)微粒大的比表面及各種微觀特性使其具有極其重要的應(yīng)用價值。銀粉因其優(yōu)良的導(dǎo)電性和良好的穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于集成電路、電池電極、抗菌、催化、化學(xué)分析等領(lǐng)域。而超細(xì)銀粉具有化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)良電導(dǎo)率、優(yōu)良的催化活性等特性使其廣泛應(yīng)用在催化劑、介電材料、導(dǎo)電填料等方面，超細(xì)銀顆粒的研究仍是目前材料研究的熱氣，應(yīng)用前景十分廣闊。

制備超細(xì)銀粉的方法主要有化學(xué)還原法、光還原法、電化學(xué)法、化學(xué)電鍍法等等。和俊等人(“光散射學(xué)報”，2008，20(1)：42-46)、殷煥順等人(“材料研究與應(yīng)用”，2008，2(1)：6-10)、王悅輝等人(“材料導(dǎo)報”，2008，22(3)：144-147)介紹了已經(jīng)獲得的銀粉制備方法與技術(shù)，以及國內(nèi)外主要銀粉產(chǎn)品生產(chǎn)與使用情況。從以上三篇文章可以看出，鑒于銀粉巨大的商業(yè)價值和優(yōu)良的性質(zhì)，國內(nèi)外的研究十分活躍；但目前的很多方法具有反應(yīng)環(huán)境、制備溫度等各種限制，造成成本增加、消耗時間或是不利于大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種簡便、快速的超細(xì)銀粉的制備方法，利用固相化學(xué)還原，采用具有還原能力的還原劑，用球磨的方法得到平均粒徑約為200nm的超細(xì)銀粉。

本發(fā)明采用固體硝酸銀和非金屬單質(zhì)還原劑(抗壞血酸)為主反應(yīng)物，添加抗氧化劑、表面活性劑和分散劑，并加入酸度劑調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的酸度為堿性，將主反應(yīng)物和各種添加劑放入球磨機內(nèi)進(jìn)行球磨固相反應(yīng)；球磨完畢后的混合物以水洗3～5次、離心分離、無水乙醇洗滌、真空干燥或自然晾干，即可獲得超細(xì)銀粉。

本發(fā)明詳細(xì)技術(shù)方案：

一種固相反應(yīng)超細(xì)銀粉的制備方法，包括如下步驟：

步驟1：按照各原料用量的摩爾比分別稱取固體硝酸銀、抗壞血酸、抗氧化劑、表面活性劑、分散劑和酸度調(diào)解劑。各原料用量摩爾比為：硝酸銀與抗壞血酸的用量摩爾比在2∶1到1∶3之間，硝酸銀與抗氧化劑的用量摩爾比在1∶0.26×10^-5到1∶0.05之間，硝酸銀與表面活性劑的用量摩爾比在1∶0.35×10^-3到1∶0.074之間，硝酸銀和分散劑的用量摩爾比在1∶0.52到1∶4.1之間，硝酸銀與酸度調(diào)節(jié)劑的用量摩爾比在1∶0.01到1∶0.0375之間。

步驟2：將步驟1稱取的固體硝酸銀、抗壞血酸、抗氧化劑、表面活性劑、分散劑和酸度調(diào)解劑加入到球磨裝置中，混合均勻后球磨0.5～2.5小時。

步驟3：將球磨完畢后球磨裝置中的混合物取出，依次水洗3～5次、離心分離、無水乙醇洗滌后，真空干燥或自然晾干，即得超細(xì)銀粉。

上述技術(shù)方案中，所述抗氧化劑可采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、松香、巰基苯并噻唑或明膠；所述表面活性劑可采用聚乙二醇辛基苯基醚(OP)、羧甲基纖維素鈉(CMC)、十二烷基苯磺酸鈉、十八烷基苯磺酸鈉、吐溫或油酸山梨醇酯(span80)；所述分散劑為多元醇類分散劑，如：丙三醇、乙二醇或一縮二乙二醇；所述酸度調(diào)解劑為無機堿或有機堿，如：NaOH、KOH、無水Na₂CO₃、無水K₂CO₃或季胺堿。

反應(yīng)機理及原料選?。?/p>

1、抗壞血酸還原銀粉反應(yīng)式：

2Ag⁺+C₆H₆O₄(OH)₂→2Ag+C₆H₆O₆+2H⁺

2、原料選?。?/p>

抗壞血酸(即維生素C)，是無毒無污染的綠色原料，容易被氧化得脫氫抗壞血酸，脫氫抗壞血酸容易被還原回抗壞血酸，便于回收再利用；多元醇的粘性利于還原出的銀粉分散，同時也對銀粉起保護(hù)作用；聚乙烯吡咯烷酮是銀粉良好的分散劑和保護(hù)劑。

另外需要說明的是，本發(fā)明所選用的主反應(yīng)物和添加劑均是水溶性物質(zhì)，但本發(fā)明摒棄了采用水溶液體系制備銀粉的方法，主要原因在于：采用水溶液體系制備銀粉時，反應(yīng)條件難以控制，容易產(chǎn)生銀鏡反應(yīng)，且銀粉易團(tuán)聚成疏松塊狀物，還需另行球磨；而本發(fā)明采取固相反應(yīng)制備銀粉，各反應(yīng)物在球磨裝置中可以得到充分的混合，且可以邊反應(yīng)邊球磨，水洗殘余物可回收利用。

本發(fā)明的有益效果是：