[發(fā)明專(zhuān)利]一種含銀廢料轉(zhuǎn)化納米銀的新工藝

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010148452.6
• 申請(qǐng)日: 2010-04-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101817086A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張付申;李凱
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心
• 主分類(lèi)號(hào): B22F9/00
• 分類(lèi)號(hào): B22F9/00;B22F9/16
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及含銀廢料合成納米功能材料，屬于環(huán)境保護(hù)與資源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域的固體廢棄物資源化利用新技術(shù)，尤其適合于電子電器廢料和廢棄鍍銀材料的高附加值資源化利用。

背景技術(shù)

隨著納米材料研究的深入和應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，納米銀在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越受到人們的關(guān)注。納米銀在表面增強(qiáng)拉曼光譜、表面增強(qiáng)共振散射光譜、分子生物學(xué)、超分子體系等領(lǐng)域占有極為重要的地位，是基礎(chǔ)理論研究的重要材料之一。納米銀具有很高的表面活性及催化性能，被廣泛應(yīng)用于催化劑以及超低溫制冷機(jī)稀釋劑。同時(shí)，由于其特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)，在免疫分析、傳感器研制、分子電子學(xué)等方面也得到了廣泛的應(yīng)用。此外，在化纖中加入少量的納米銀，可以改善化纖制品的某些性能，并使其具有很強(qiáng)的殺菌能力，因此研究納米銀的制備方法和工藝，具有重要的意義。聚合物保護(hù)還原法和微乳液法是目前制備納米銀的兩種主要方法。聚合物保護(hù)還原法其原理是用還原劑把銀從它的鹽或配合物水溶液或有機(jī)體系中以粉末形式沉積出來(lái)。制備過(guò)程中必須注意還原劑、保護(hù)劑的選擇及二者的用量，才能保證生成納米銀的粒度均勻分布。而影響納米銀純度與形貌的主要因素包括還原劑、還原反應(yīng)速率、添加劑、還原反應(yīng)溫度及納米銀的清洗與干燥等。聚合物保護(hù)還原法雖然制備納米銀的成本較低，但是存在很多的缺點(diǎn)，對(duì)還原劑和保護(hù)劑的選擇困難，影響反應(yīng)的因素也比較多。微乳液法可以得到尺寸在30nm以下的納米銀，但是制備微乳液的過(guò)程十分復(fù)雜，而且用微乳液法制備納米銀時(shí)的影響因素也非常多，難于控制。

電子束輻照法是制備納米材料的一種新方法，它是利用電子加速器產(chǎn)生的高能電子，通過(guò)對(duì)溶液或樣品前驅(qū)體進(jìn)行輻照來(lái)制備材料的。利用電子束輻照法制備納米材料時(shí)操作比較簡(jiǎn)單、工藝條件易于實(shí)現(xiàn)，通過(guò)調(diào)節(jié)電壓和時(shí)間等實(shí)驗(yàn)條件便可控制納米顆粒的尺寸和形態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服常規(guī)方法制備納米銀顆粒時(shí)工藝復(fù)雜、形成的納米銀顆粒容易團(tuán)聚、保護(hù)劑效果不佳等弊端，本發(fā)明提供一種以含銀廢料為原料合成納米銀的工藝流程，該工藝操作簡(jiǎn)便，條件易于控制，形成的納米銀顆粒均一，不易團(tuán)聚，便于回收。具體工藝包括：(1)將含銀廢料粉碎成粉末狀，用熱硝酸浸泡，將銀和其它賤金屬轉(zhuǎn)入溶液，然后加入過(guò)量氯化鈉分銀，得到氯化銀沉淀；(2)將沉淀干燥后與碳酸鈉混合，高溫煅燒制得微米級(jí)銀前驅(qū)體，洗滌至中性后干燥；(3)將銀前驅(qū)體加入到甲醇溶液中，懸浮液用超聲波分散后，滴加到附有碳膜的銅網(wǎng)上，真空干燥后得到載微米銀碳膜銅網(wǎng)；(4)將載微米銀碳膜銅網(wǎng)在真空條件下置于高能電子束下輻照，微米級(jí)銀逐漸溶化濺射，在周?chē)纬杉{米級(jí)銀顆粒，通過(guò)控制電子束照射電壓和照射時(shí)間，可以控制納米銀顆粒的大小。下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖及實(shí)施方案進(jìn)一步闡述本發(fā)明的內(nèi)容。

附圖說(shuō)明

圖1含銀電子廢料合成納米銀顆粒的工藝流程圖。

圖2電子束輻照條件下納米銀形成過(guò)程示意圖。

圖3納米銀顆粒透射電鏡照片。圖中各字母分別代表：(a)照射電壓為80KV時(shí)形成的銀納米顆粒的照片；(b)照射電壓為100KV時(shí)形成的銀納米顆粒的照片。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，稱(chēng)取一定量粉碎后得到的含銀廢料粉末，浸泡在1.0mol/LHNO₃溶液中，溶液加入量要使銀能夠完全溶出；將上述溶液充分?jǐn)嚢?4h后加熱至微沸，冷卻后進(jìn)行抽濾分離；向抽濾得到的溶液中加入過(guò)量的1M?NaCl溶液，待Ag⁺沉淀完全后，抽濾。將抽濾后得到的AgCl抽真空加熱干燥10h。

稱(chēng)取一定量合成的AgCl粉末，按1∶2加入雙倍量的Na₂CO₃粉末，置于陶瓷坩堝中，混合均勻后置于馬弗爐中在550℃下煅燒3h；待馬弗爐溫度降至室溫后，取出陶瓷坩堝。所得產(chǎn)物用去離子水洗滌至中性、抽濾，在真空中于80℃加熱干燥2小時(shí)，制得微米級(jí)銀顆粒粉末。

稱(chēng)取一定量上述銀粉末，加入到甲醇溶液中，銀粉末與甲醇的比率為1∶50(g/ml)；將上述懸浮液用超聲波分散30分鐘后，用膠頭滴管取2～3滴滴加在附有碳膜的Cu網(wǎng)上；將Cu網(wǎng)在真空中于25℃加熱干燥1h后置于高能電子束下，用聚焦電子束對(duì)樣品進(jìn)行轟擊。如圖2所示，當(dāng)把電子束聚焦在尺寸較小的微米級(jí)銀顆粒表面時(shí)，這些尺寸較小的微米級(jí)銀顆粒將會(huì)熔化，形成尺寸較大的微米級(jí)銀顆粒。在圖2中，位于圖中央、尺寸大約為5μm外形為類(lèi)似圓形的微米級(jí)Ag顆粒就是由一些尺寸較小的微米級(jí)銀顆粒熔合形成的。繼續(xù)把電子束聚焦在熔合形成的尺寸較大的微米級(jí)銀顆粒表面，5秒鐘后，尺寸較大的微米級(jí)銀顆粒由于受到電子束的轟擊，其尺寸逐漸減小，同時(shí)在其周?chē)纬闪艘恍┘{米級(jí)銀顆粒。當(dāng)電子束電壓為80kV、照射時(shí)間為10秒時(shí)，得到的納米Ag的尺寸在10～60nm之間、外形為近圓形、分散良好的納米銀顆粒。當(dāng)電子束電壓為100kV、照射時(shí)間為10秒時(shí)，得到的納米Ag的尺寸在5～30nm之間、外形為近圓形、分散良好的納米銀顆粒。