[發明專利]液相還原法使用分散劑制備納米銀粉的方法

有效

• 申請號: 201410027367.2
• 申請日: 2014-01-21
• 公開（公告）號: CN103722181A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 楊晶;白海贊;王國良;章錫武
• 申請（專利權）人: 江蘇歐耐爾新型材料有限公司
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B82Y40/00
• 代理公司: 昆山四方專利事務所 32212
• 代理人: 盛建德

技術領域

本發明屬太陽能電池漿料領域，具體涉及一種太陽能電池電極漿料的原材料納米銀粉的制備方法。

背景技術

隨著信息產業的高速發展，電子漿料作為其關鍵材料扮演著重要的角色。因此高性能、低成本的原材料將大大提高電子產品的競爭能力，也必然成為電子漿料自身產業發展的必然條件。目前太陽能電池的正面及背面銀漿的主要成分為金屬銀，金屬銀粉的性能對電極漿料的性能有著決定性的影響。

現有技術中有采用液相還原法來制備金屬銀粉。但制得的銀粉一般都是微米級的。但是隨著信息產業的高速發展，對于電極漿料的要求也越來越高，因此電極漿料對于主要原材料銀粉的要求也越來越追求納米級別，納米銀粉的性能會遠遠高于微米級銀粉，從而影響電極漿料的性能。而影響銀粉粒徑的主要因素除了反應物的性質、反應溫度、添加方式、攪拌形式和程度、界面活性劑的使用等條件外，還由于銀粉顆粒之間容易發生較為嚴重的聚集。由于納米材料尤其是納米粉體的大比表面積使它們具有高活性能，通常是幾個或多個晶粒團聚在一起，成為顆粒。當多晶粉體的團聚體的尺寸為0-100nm時才是性能好的納米顆粒。而現有技術液相還原法制得的銀粉顆粒尺寸遠大于100nm。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種液相還原法使用分散劑制備納米銀粉的方法，該方法可以制得粒徑30-70nm的納米銀粉，且該方法所用反應物少、步驟簡單、反應速度快、還原率100%。

本發明為了解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種液相還原法使用分散劑制備納米銀粉的方法，采用硝酸銀水溶液和還原劑并添加丁二酸二甲酯為分散劑進行液相還原反應制得納米銀粉。

進一步地說，所述硝酸銀水溶液是銀氨溶液。

進一步地說，所述還原劑為抗壞血酸和對苯二酚中的一種或兩種。

更進一步地說，所述硝酸銀水溶液是硝酸銀含量為20-100g/L的銀氨溶液，所述還原劑是濃度為90%-100%的抗壞血酸和濃度為90%-100%的對苯二酚中的至少一種，反應溫度為30℃-45℃（優選40℃）。

優選的是，采用硝酸銀含量為50g/L的銀氨溶液，且所述銀氨溶液的pH值=10.5。

較佳的是，丁二酸二甲酯的加入量是硝酸銀質量的1%-5%且不含1%和5%。

最佳的是，丁二酸二甲酯的加入量是硝酸銀質量的2%。

進一步地說，所制得的納米銀粉顆粒尺寸為30-70nm。

優選的是，將硝酸銀水溶液、還原劑和丁二酸二甲酯同時加入過濾器中并立即啟動抽濾，過濾器的過濾膜的濾孔尺寸為100nm。

本發明的有益效果是：本發明采用硝酸銀水溶液為原料、采用抗壞血酸和對苯二酚中的至少一種為還原劑，并采用丁二酸二甲酯為分散劑來制備納米銀粉，可制得粒徑分布為30-70nm的銀粉顆粒，該方法所用反應物少、步驟簡單、反應速度快、還原率100%。

附圖說明

圖1是加入不同比例丁二酸二甲酯制備的納米銀顆粒的掃描電鏡對比照片；

其中，a圖是未加分散劑制得銀粉顆粒尺寸200-800nm；b圖為添加1%分散劑制得銀粉顆粒尺寸150-400nm；c圖為添加2%分散劑制得銀粉顆粒尺寸30-70nm；d圖為添加5%分散劑制得銀粉顆粒尺寸200-500nm。

具體實施方式

實施例：

本發明方法不加分散劑時的對比分析反應：用pH=10.5且硝酸銀含量為50g/L的銀氨溶液，濃度為90%-100%的VC（抗壞血酸）為還原劑，40℃的情況下，將銀氨溶液和還原劑溶液直接同時倒入過濾器中，過濾器用0.1μm過濾膜，立即啟動抽濾，時間不超過2秒，濾液中無Ag存在，說明還原率已達100%，這個結果表明，該還原反應速度極快，在完全混合后的瞬間反應即完成。

銀粉的生成機理是這樣推斷的，Ag⁺的尺寸在（埃）即為0.1nm，所以AgNO3溶液是透明的，還原劑加入時，Ag⁺得到一個電子產生晶核，由晶核長大為晶粒（此晶粒成為一次粒子），再由晶粒凝聚成1μm左右的球形顆粒（此球形顆粒為二次粒子）。

為了證明上述推定，對銀粉進行了X-衍射，用Ag的小結晶面衍射峰（2θ：為38.1℃附近的衍射峰）半幅值，依照Scherrer（謝樂）方程式計算出銀粉的晶粒尺寸，方程式如下：

D=Kλ/βcosθ