[發明專利]一種粒徑可控棒狀銀粉的制備方法

有效

• 申請號: 201610349957.6
• 申請日: 2016-05-24
• 公開（公告）號: CN105921765B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 張興業;王海燕;宋延林
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F9/02;B22F1/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司11275
• 代理人: 張水俤

技術領域

本發明屬于金屬納米材料制備技術領域，具體涉及一種粒徑可控棒狀銀粉的制備方法。

背景技術

納米銀粉具有許多獨特的性能，如比表面積大、表面能及表面活性高、燒結溫度低等，被廣泛應用于電子、冶金、化工、醫藥、軍工、航空、航天、超低溫制冷等領域。銀粉在電子工業中的應用主要有：生產各種導電漿料、用于印刷電路及電子元件的內外電極；用于化學電池、燃料電池及光化學電池的電極材料；用作生物工程、醫藥衛生抗菌材料及生物傳感器材料等。

粉末的理化性能決定其性能及其用途，超細銀粉的微觀形貌對銀粉的使用性能起著非常重要的作用，而作為電子工業關鍵材料的銀粉，當用它作導電材料時，球形銀粉在導電層中的傳導性依靠的是顆粒間的點接觸，而棒狀銀粉顆粒之間是面接觸或線接觸，可通過架橋形成三維網狀導電回路，電阻相對較低，因而用作導電粉體時形成導電通路的幾率更大，導電性能更加優異。棒狀銀粉因其高長徑比，比表面積相對較大，性質穩定，從而可有效提高導電材料的導電性能。由于棒狀納米銀粉的功能層集中在表面，形成類似于空心銀粉的結構，等體積下其重量比實心結構要低，這樣在形成同等性能的導電漿料時需要添加的銀粉重量減少，因而可降低使用成本，是銀粉的革新產品。

目前納米銀粉的制備方法主要有球磨法、光誘導法、聲化法、液相還原法、微乳液法、噴霧熱分解法、電解法、模板法以及水熱法等。這些方法中，絕大部分著重于制備球狀納米銀粉或者片狀銀粉。申請公布號為CN 102069193 A的中國專利提供了一種通過輻射還原制備粒度可控窄分布球形易分散銀粉的方法，其銀粉的粒徑為0.5~5μm。公開號為CN1785558A的中國專利采用將硝酸銀溶液滴加到還原劑和分散劑中，用氨水調節pH值制備了微米級球形銀粉，粒徑為0.1~3.0μm，但需要在20-80℃反應。公開號為CN103737011 A的中國專利公開了一種高振實球形銀粉的制備方法，銀粉的粒徑范圍為1~3μm，反應條件為50-80℃；中國專利CN101318225 B提供了一種金屬多孔類球形銀粉的制備方法，制備的金屬多孔類球形銀粉的粒度為10~100μm，反應條件為40-80℃；湛菁等以硝酸銀為原料、草酸銨為沉淀劑、氨為配位劑，通過配位沉淀法制備了棒狀銀粉前驅體 Ag₂C₂O₄，但需在惰性氣氛下在50～65℃熱分解該前驅體30min才能得到比表面積為1.054 m² /g 棒狀銀粉(形貌控制合成棒狀銀粉前驅體.貴金屬，2011,32(3),13-24)。周蘇閩等利用凹土棒晶為內核材料，運用化學沉積的方法，在凹土表面包覆一層具有優良導電性能的金屬銀，制得高長徑比的核-殼結構一維棒狀超細銀粉，直徑約為40 nm（化學沉積法制備凹凸棒土/銀核殼結構棒狀銀粉.非金屬礦,2011,34(4),15-18）。

相比球形納米銀粉，棒狀納米銀粉的研究卻少見報道且制備過程復雜，模板法雖然能制備出銀納米線，但需要預制模版，操作麻煩；微乳液法和水熱法則需要利用表面活性劑的軟模板作用來控制合成銀納米線，產品重現性差，工業化困難。本發明在常溫條件下制備棒狀納米銀，制備工藝過程簡單，制得的納米銀顆粒尺寸可控、粒度分布均勻、形狀規則。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種制備工藝簡單、反應過程易控、成本較低、粒徑可控、形狀規則的棒狀銀粉的制備方法。

本發明的技術方案為：將球形納米銀粉分散在酯類溶劑中，在室溫下磁力攪拌，將得到的混合液離心，靜置，沉降物經去離子水、乙醇清洗，烘干后得到棒狀銀粉，其中銀粒子的長度為600-2000nm，形狀為規則的棒狀。納米銀粉經所選溶劑處理后，形貌、尺寸均發生了改變，所述溶劑在清洗掉納米顆粒表面的包覆劑的同時還對其形貌產生誘導作用，使其沿一維方向生長，所得到的棒狀銀粉長短一致，形狀規則，粒度均勻。

本發明所述的粒徑可控棒狀銀粉的制備方法為：

1）常溫下，將1-10g球形納米銀粉加入到100-200mL溶劑中，磁力攪拌2-10h，攪拌速度為100-800r/min ，得到混合液；

2）將步驟1）得到的混合液3000-10000r/min離心5-50min，離心后靜置1-5h，棒狀銀粉粒子沉降下來，上層為澄清液；

3）將上層澄清液倒掉，所得沉降物分別經去離子水、乙醇清洗3-5次、30-50℃烘干后得到形狀規則的棒狀銀粉。

所述的棒狀銀粉中銀粒子的長度為600-2000nm，形狀為規則的棒狀。