[發明專利]一種含六方相納米鎳粉的制備方法

有效

• 申請號: 201210211418.8
• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN102728851A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 肖麥秋;金勝明;肖夢然
• 申請（專利權）人: 湖南省婁底維亞科技有限公司
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B82Y40/00
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技術領域

本發明涉及一種含六方相納米鎳粉的制備方法，尤其是制備粒徑為30～150nm，比表面積大于7m²/g，氧含量小于100ppm，空氣中穩定溫度高于400℃的球狀復相納米鎳粉的方法。

背景技術

隨著電子技術的微型化、超大型化、集成化發展，電子元件將越來越小，做為電子漿料用的鎳粉也相應的要求達到納米級顆粒；同時，由于納米級鎳粉除具備常規的鎳粉的特性外，還具有小體積和量子特征等不同尋常的特性。納米鎳粉的均一性和單分散性是電子元件小型化的條件之一。納米鎳粉還由于具有很高的反應活性、氫吸附活性和燒結活性，可以用作石油加氫精制助催化劑、精細有機合成催化劑、火箭燃料催化劑、硬質合金粘結劑等等，應用前景廣泛；同時納米鎳粉的高比表面積和高反應活性使納米鎳粉在空氣中極易氧化，化學穩定性低，對納米鎳粉的包裝、運輸和安全使用有著巨大的負面影響。

納米鎳粉的物相存在六方相和立方相兩種，在相同的條件下，六方相鎳粉比立方相鎳粉要穩定，納米鎳粉的制備方法主要有物理氣相沉積、化學氣相沉積和液相還原制備三大類，三類方法各有優缺點。

物理氣相沉積法是在真空環境下通過各種物理方法使金屬鎳靶揮發或離子化，然后控制一定的凝聚速度得到納米鎳粉，特點是工藝簡單易于操作，無三廢污染；但是能耗高，設備復雜，顆粒易氧化且生產效率低；為了穩定納米鎳粉采用氣相外延生長的方式在表面生成氧化膜，一般鎳粉物相為立方相，采用誘導結晶的方法可以得到六方相鎳粉。

化學氣相沉積是利用羰基鎳為原料，在一定的溫度壓力下分解得到納米鎳粉，化學氣相沉積的生產效率高適合大規模工業化生產，但化學氣相制鎳粉的前體羰基鎳的制備難度大，納米粉體難于收集，工藝的設備要求高等，穩定納米鎳粉的方法也是采用氣相外延生長獲得氧化膜，鎳粉物相為立方相。

液相還原法是用鎳鹽為原料用水合肼等為還原劑在溶液中還原制備鎳粉，液相還原法制備的鎳粉具有工藝簡單，設備投資小，生產效率高的特點，而且液相還原的納米鎳粉氧含量高于0.4%，一般鎳粉物相為立方相。在電子漿料粉體中，鎳粉氧含量要求低于400ppm，高氧含量會引起燒結溫度升高，膜層方阻增大，從而影響電極的導電性能，因此高氧含量的納米鎳粉很難在電子漿料中大規模的應用。

發明內容

本發明的目的是克服現有液相法制備的納米鎳粉的氧含量過高，穩定溫度低的缺點，提供一種液相、氣相兩步還原法制備混合相高溫穩定的納米鎳粉新工藝，該方法能夠使納米鎳粉的含有立方相和六方相的納米鎳粉，有效調控納米鎳粉的穩定溫度，降低氧含量。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：一種含六方相納米鎳粉的制備方法，所述的制備方法包括有以下步驟：

第一步驟：將硝酸鎳或硫酸鎳用去離子水溶解，制備成去離子溶液；

第二步驟：加入適量的多元醇和NH₃制備成Ni（OH）₂膠體；

第三步驟：在多元醇水溶液中，采用適量的還原劑和晶型誘導劑誘導結晶，控制鎳粉的物相和晶體生長得到混合中間體；

第四步驟：混合中間體通過低溫氫處理，得到高穩定性低氧含量的球形復相納米鎳粉。

所述第二步驟的采用多元醇/水體系液相預還原獲得混相鎳粉前驅體，然后低溫氫還原的工藝獲得粒徑30~150納米的混相鎳粉，液相還原Ni（OH）₂膠體形成含有六方相鎳納米晶的前驅體；在液相還原過程中，膠體在醇水相中停留1~60min，溫度為室溫~240℃，反應介質為強堿性；反應過程通過停留時間控制預還原程度，通過晶型誘導劑控制鎳粉晶相。

所述Ni（OH）₂膠體是以原料硝酸鎳或硫酸鎳溶液以氨水、有機胺或無機堿為沉淀劑，加入適量的表面活性劑，調節pH值7~9，得到穩定均一的Ni（OH）₂膠體，處理時間為1～24h，通過沉淀后體系為綠色的Ni（OH）₂膠體。

所述Ni（OH）₂膠體和適量的還原劑與有機胺混合，還原劑為KBH₄、多元醇或水合肼，再加入晶型誘導劑，反應體系的pH大于13，固含量為10～100g/L，還原反應的溫度在室溫～240℃，預還原反應時間為1～60min，得到的含六方相鎳的混合物。