[發明專利]一種制備超細銀粉的微波加熱還原工藝

無效

• 申請號: 201110400205.5
• 申請日: 2011-12-06
• 公開（公告）號: CN102513543A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 劉繼華;錢士強;呂雅萍;周臻元
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 吳瑾瑜

技術領域

本發明是涉及一種超細銀粉的微波水熱還原的制備方法，具體地說，是涉及一種超細銀粉的微波水熱還原制備工藝，屬于粉體材料制備技術領域。

背景技術

隨著超細銀粉在電子、化工、環保、冶金、能源等領域的廣泛應用，對超細銀粉的需求也愈來愈多。目前制備超細銀粉的方法主要有化學還原法和機械粉碎法，其中以化學法為主。

對于化學法制備超細銀粉，還原劑的選取是工藝過程的重要環節，按熱力學分析，銀還原過程中，能夠從溶液中直接還原出銀的還原劑種類很多，但要制備超細，就必須選取合適的還原劑和恰當的工藝過程。現已報道的制備銀粉的還原劑有：抗壞血酸、甲醛、甲酸、過氧化氫、硼氫化鈉、葡萄糖等。在CN1387968A中，用抗壞血酸鹽作為還原劑，通過使用大量的表面活性劑如司本-80等，制備0.1-5um的球形銀粉，但銀粉顆粒大小不均勻，粒度分布較大。在CN1700360A中也有類似的情況發生。其主要原因是反應體系的配方優化及工藝過程的參數如溫度、酸堿度變化或不均勻。

常規的化學反應加熱方法為電阻爐加熱法，該法的熱能主要通過熱板和反應容器之間的接觸而傳遞，然后通過反應液的對流或攪拌的方法使整體反應液達到溫度均勻。實際上，這種加熱方法很難消除溶液內部的溫度局部不均勻性。微波是一種高頻電磁波，能夠透射到反應溶液中，通過溶液分子的電磁振蕩，增加分子的運動，產生熱量。與常規加熱方法不同，微波加熱能使溶液內外部幾乎同時加熱升溫，形成體熱源狀態，不僅縮短了常規加熱中的熱傳導時間，而且溶液內外加熱均勻一致。

發明內容

本發明的目的旨在提供一種制備超細銀粉的微波水熱還原工藝方法，以克服現有制備超細銀粉技術所存在的缺陷和滿足市場的需求。

為實現上述發明目的，本發明采用微波水熱還原工藝方法縮小超細銀粉粒徑分布及產品的穩定性，具體實施步驟包括：

(1)將含有油酸、表面活性劑和抗壞血酸的混合水溶液在惰性氣體或氮氣保護的無氧條件下，開啟微波加熱至25～65℃恒溫；混合水溶液中油酸的含量為0.25wt％～1wt％，抗壞血酸含量為0.25～1.5mol/L；表面活性劑的含量為6～25g/L，優選為10～20g/L；表面活性劑優選為十六烷基三甲基溴化銨；

(2)緩慢滴加硝酸銀氨水混合液，滴加速度為1～15ml/min，優選為3～8ml/min；通過還原反應生成超細銀粉；銀離子、NH₄OH與抗壞血酸的摩爾比為1∶0.1～4∶0.1～3，優選為1∶0.2～1∶0.2～2；所述硝酸銀氨水混合液中，銀離子含量為0.5～2.5mol/L，NH₄OH的含量為0.25～2mol/L；

(3)滴加結束后繼續在無氧條件下反應20～60min，取沉淀洗滌干燥；可分別用去離子水和無水乙醇洗滌，然后真空干燥，40～60℃烘干。

上述所提到的溶液，配制時所用水均為沸騰后冷卻的去離子水，以便去除水中的溶解氧。

本發明的技術效果體現在：1.采用微波加熱，能使溶液內外部幾乎同時加熱升溫，升溫快且均勻，有利于超細粉體的粒徑分布，所得到的超細銀粉粒徑0.1～4μm，主要分布在0.2～2μm；

2.工藝簡便，重現性好，便于大規模的工業化生產；

3.所制備的超細銀粉純度高，分散性好，是電子漿料及太陽能電極銀漿的理想材料，純度可以達到99.9％以上。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步詳細、完整地說明：

實施例1

(一)溶液配制

分別配制濃度為0.8wt％油酸水溶液；1.5mol/L硝酸銀水溶液；0.5mol/L的NH₄OH水溶液和2mol/L的抗壞血酸水溶液。(注意：配液所用水均為沸騰后冷卻的去離子水，以便去除水中的溶解氧)。

(二)溶液混合及裝置連接

將40ml油酸水溶液裝入250ml三孔燒瓶中，加入1g十六烷基三甲基溴化銨，并使之溶解，然后加入40ml抗壞血酸水溶液，充分混勻。置入微波加熱裝置中，三孔燒瓶中通入氬氣攪拌，以防氧氣溶解。將40ml氨水溶液和40ml硝酸銀水溶液混合，該混合液用滴加裝置與三孔燒瓶連接。

(三)微波加熱恒溫還原反應

開啟微波加熱恒溫至25℃，將硝酸銀氨水混合液緩慢滴加至三孔燒瓶，滴加速度為3ml/min，通過還原反應生成超細銀粉。滴加結束后，繼續通氬氣攪拌反應半個小時。

(四)制備超細銀粉