專利名稱：一種金屬多孔類球形銀粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種貴金屬材料的制備方法，具體涉及一種金屬多孔類球 形銀粉的制備方法。
背景技術(shù)：
納米銀粉因其特殊的結(jié)構(gòu)而具有不同于傳統(tǒng)材料的物理、化學(xué)性質(zhì)， 是基礎(chǔ)理論研究的重要材料之一。納米銀粉具有很高的表面活性，而被廣 泛用于催化劑、大功率動(dòng)力電池、超低溫制冷機(jī)稀釋劑、分子電子學(xué)等方 面。已成為電氣和電子工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的一種貴金屬材料。超細(xì)微粒和超細(xì)粉末是隨著粉末冶金以及高科技的發(fā)展而產(chǎn)生的，已 在化工、醫(yī)藥電子技術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域得到迅速發(fā)展.研究和應(yīng)用也日益活 躍。超細(xì)銀粉的制備方法有多種， 一般可分為化學(xué)方法和物理方法兩類。 化學(xué)方法中常用的有氣相反應(yīng)法、熱分解法、化學(xué)還原法、醇鹽水解法、溶膠一凝膠法、溶劑蒸發(fā)法和電解法等；物理方法中常用的有超聲波粉碎 法、霧化法、蒸發(fā)一凝聚法。上述各種方法都具有各自的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍， 但較為理想的是能夠控制粒度、純度和生產(chǎn)效率高的方法?；瘜W(xué)沉淀法是制備銀粉的最重要的方法，現(xiàn)在電子工業(yè)上所用銀粉大 多用此法來(lái)獲得。該法就是用還原劑把一種或幾種金屬?gòu)乃麄兊柠}或配合 物水溶液中以粉末的形式沉積出來(lái)。決定化學(xué)還原法制備超細(xì)銀粉的主要 因素有溶液濃度、PH值，反應(yīng)溫度，還原劑(金屬溶液)加入速率、攪拌形 式與速率等；此外還要從原料到每工藝環(huán)節(jié).如從化學(xué)動(dòng)力學(xué)角度出發(fā)控 制晶核的生長(zhǎng)速率和長(zhǎng)大速率，從流體動(dòng)力學(xué)角度根據(jù)對(duì)流、傳熱、傳質(zhì) 來(lái)控制銀粉的形態(tài)等?；瘜W(xué)還原法中還原劑的選取是該工藝中的重要環(huán)節(jié)，按化學(xué)熱力學(xué)分 析，能夠從溶液中直接還原出銀的還原劑種類很多，但要制備納米銀粉，就必須選取合適的還原劑，并研究相應(yīng)的工藝。目前，已報(bào)道的用于制備銀粉的還原劑有抗壞血酸、甲醛、甲酸、過(guò)氧化氫、硼氫化鈉、葡萄糖 等。還原過(guò)程為整個(gè)工藝的關(guān)鍵步驟，要從銀溶液中還原出納米銀粉，其 粒度、形貌、化學(xué)成份符合要求。 一般情況下，在銀溶液中加入一種還原 劑時(shí)，銀離子首先被還原出銀晶核，后被還原出來(lái)的銀則可能在晶核表面 結(jié)晶成晶體，生長(zhǎng)成大顆粒。要獲得粒度和表面積達(dá)到要求的銀粉，只有 在成核速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于晶體長(zhǎng)大速度時(shí)才能實(shí)現(xiàn)，因此，制備銀粉的技術(shù)關(guān) 鍵 一是盡量提高銀粉的成核速度，使更多的銀離子同時(shí)成核；二是設(shè)法 阻止銀晶體的長(zhǎng)大。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠有效控制銀粉 粒度和純度，并且生產(chǎn)效率高的的金屬多孔類球形銀粉的制備方法，以制 備出粉末粒度為10jim 100nm,比表面積為10 m2/g~ 25 m2/g，銀粉純度 ^99.5%的金屬多孔類球形銀粉。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明釆用的技術(shù)方案是 一種金屬多孔類球形 銀粉的制備方法，其特征在于將濃度為10%~30%的硝酸銀溶液加入玻 璃或搪瓷攪拌器中，加熱攪拌器到所要控制溫度4(TC 8(TC時(shí)，開(kāi)動(dòng)攪拌 器，向所述硝酸銀溶液中加入表面活性劑明膠，所述明膠的加入量按硝酸 銀溶液中含銀量的0.1%~0.3%計(jì)算，然后一次加入濃度為85%的還原劑 水合聯(lián)氨N2H4'H20，其加入量為按重量百分比Ag : N2H4*H20=1 : 0.8-1.5，即有銀微粒子產(chǎn)生，并形成納米銀顆粒，在銀顆粒表面張力的作 用下，納米銀顆粒聚集成多孔銀粉，待反應(yīng)完畢，多孔銀粉迅速?gòu)娜芤褐?沉降，溶液澄清，采用傾析的方法使固液分離，多孔銀粉經(jīng)洗滌和干燥處 理后，形成多孔類球形銀粉，其粉末粒度10jim 100nm,比表面積10 m2/g~25m2/g,銀粉純度^99.5%，松裝密度1.0~1.5g/cm3。釆用化學(xué)沉淀法還原成球形超細(xì)銀粉粉末，因球形超細(xì)銀粉粉末表面 電荷大，易發(fā)生靜電吸附，造成金屬粉團(tuán)聚，因此，要解決分散性問(wèn)題， 還原過(guò)程中需通過(guò)添加表面活性劑來(lái)控制粉體生長(zhǎng)，形成分散良好的球形 粉末。本發(fā)明制備的銀粉，其粉末粒度為10nm 100jim,比表面積可以達(dá)到 10m2/g 25m2/g。 一般情況下，粒度越細(xì)，比表面積越大。按GB/T1774-1995 超細(xì)銀粉的標(biāo)準(zhǔn)，平均粒徑0.5 ljim時(shí)，銀粉的比表面積< 1.2 m2/g。因此， 10 100nm粒度范圍的銀粉比表面積不可能達(dá)到10mVg 25mVg?？梢哉f(shuō)， 常規(guī)銀粉無(wú)法達(dá)到指標(biāo)要求，該銀粉只有呈多孔體形狀時(shí)，才能達(dá)到比表 面積的要求。本發(fā)明采用的工藝技術(shù)路線，即釆用化學(xué)還原沉積的工藝， 制備出粒徑10 20納米銀粉，再將若干個(gè)納米銀顆粒聚集成多孔球團(tuán)，形 成多孔球體狀態(tài)銀粉。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)銀粉的 效率高，制備出的金屬多孔類球形銀粉的粉末粒度為1(Him 10(Him,比表 面積為10m2/g~25m2/g,銀粉純度^99.5%，松裝密度為1.0~1.5g/cm3，該 銀粉可以滿足大尺寸、高比表面積的特殊用途的需求，具有高的純度、高 的活性，特別是能適合用作電池電極材料，可提高正極的利用率和終止電 位。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1采用濃度10%的硝酸銀溶液2000mL,在攪拌情況下，加溫到40'C時(shí)， 加入明膠溶液，所述明膠的加入量按硝酸銀溶液中含銀量的0.1%計(jì)算， 在攪拌的情況下，加入16mL濃度85%的水合聯(lián)氨N2H4 H20,有銀微粒 子產(chǎn)生，并形成納米顆粒，在銀顆粒表面張力的作用下，若干納米銀顆粒 聚集成多孔球團(tuán)體，迅速?gòu)娜芤褐谐两担磻?yīng)完畢，經(jīng)固液分離、洗滌、 干燥等一系列處理后，獲得粉末粒度30nm~40nm，比表面積20m2/g 的球形多孔銀粉，銀粉純度299.5%。實(shí)施例2采用濃度15%的硝酸銀溶液2000mL，在攪拌情況下，加溫到50'C時(shí)， 加入明膠溶液，所述明膠的加入量按硝酸銀溶液中含銀量的0.15%計(jì)算， 在攪拌的情況下，加入30mL濃度85%的水合聯(lián)氨N2H4*H20，有銀微粒 子產(chǎn)生，并形成納米顆粒，在銀顆粒表面張力的作用下，若干納米銀顆粒 聚集成多孔球團(tuán)體，迅速?gòu)娜芤褐谐两?，待反?yīng)完畢，經(jīng)固液分離、洗滌、干燥等一系列處理后，獲得粉末粒度40jim~50jim，比表面積16rnVg 的球形多孔銀粉，銀粉純度299.5%。 實(shí)施例3采用濃度20%的硝酸銀溶液2000mL,在攪拌情況下，加溫到6(TC時(shí)， 加入明膠溶液，所述明膠的加入量按硝酸銀溶液中含銀量的0.2%計(jì)算， 在攪拌的情況下，加入50mL濃度85%的水合聯(lián)氨N2H4*H20，有銀微粒 子產(chǎn)生，并形成納米顆粒，在銀顆粒表面張力的作用下，若干納米銀顆粒 聚集成多孔球團(tuán)體，迅速?gòu)娜芤褐谐两?，待反?yīng)完畢，經(jīng)固液分離、洗滌、 干燥等一系列處理后，獲得粉末粒度40 tm~50jmi，比表面積15m2/g 的球形多孔銀粉，銀粉純度299.5%。實(shí)施例4釆用濃度30%的硝酸銀溶液2000mL，在攪拌情況下，加溫到70'C時(shí)， 加入明膠溶液，所述明膠的加入量按硝酸銀溶液中含銀量的0.3%計(jì)算， 在攪拌的情況下，加入卯mL濃度85%的水合聯(lián)氨N2H4*H20，有銀微粒 子產(chǎn)生，并形成納米顆粒，在銀顆粒表面張力的作用下，若干納米銀顆粒 聚集成多孔球團(tuán)體，迅速?gòu)娜芤褐谐两?，待反?yīng)完畢，經(jīng)固液分離、洗滌、 干燥等一系列處理后，獲得粉末粒度50fmi~60nm，比表面積14m2/g 的球形多孔銀粉，銀粉純度299.5%。實(shí)施例5采用濃度30%的硝酸銀溶液2000mL，在攪拌情況下，加溫到8(TC時(shí)， 加入明膠溶液，所述明膠的加入量按硝酸銀溶液中含銀量的0.2%計(jì)算， 在攪拌的情況下，加入卯mL濃度85%的水合聯(lián)氨N2H4'H20,有銀微粒 子產(chǎn)生，并形成納米顆粒，在銀顆粒表面張力的作用下，若干納米銀顆粒 聚集成多孔球團(tuán)體，迅速?gòu)娜?br> 權(quán)利要求
1、一種金屬多孔類球形銀粉的制備方法，其特征在于將濃度為10％～30％的硝酸銀溶液加入玻璃或搪瓷攪拌器中，加熱攪拌器到所要控制溫度40℃～80℃時(shí)，開(kāi)動(dòng)攪拌器，向所述硝酸銀溶液中加入表面活性劑明膠，所述明膠的加入量按硝酸銀溶液中含銀量的0.1％～0.3％計(jì)算，然后一次加入濃度為85％的還原劑水合聯(lián)氨N2H4·H2O，其加入量為按重量百分比Ag∶N2H4·H2O＝1∶0.8～1.5，即有銀微粒子產(chǎn)生，并形成納米銀顆粒，在銀顆粒表面張力的作用下，納米銀顆粒聚集成多孔銀粉，待反應(yīng)完畢，多孔銀粉迅速?gòu)娜芤褐谐两?，溶液澄清，采用傾析的方法使固液分離，多孔銀粉經(jīng)洗滌和干燥處理后，形成多孔類球形銀粉，其粉末粒度10μm～100μm，比表面積10m2/g～25m2/g，銀粉純度≥99.5％，松裝密度1.0～1.5g/cm3。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種金屬多孔類球形銀粉的制備方法，該方法將一定濃度的硝酸銀溶液加入攪拌器中，加熱攪拌器到所要控制溫度時(shí)，開(kāi)動(dòng)攪拌器，向硝酸銀溶液中加入表面活性劑明膠，然后一次快速加入濃度為85％的還原劑水合聯(lián)氨N₂H₄·H₂O，即有銀微粒子產(chǎn)生，并形成納米銀顆粒，在銀顆粒表面張力的作用下，納米銀顆粒聚集成多孔銀粉，迅速?gòu)娜芤褐谐两?，待反?yīng)完畢，經(jīng)固液分離、洗滌和干燥處理后，形成多孔類球形銀粉。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)銀粉的效率高，制備出的金屬多孔類球形銀粉的粉末粒度為10μm～100μm，比表面積為10m²/g～25m²/g，銀粉純度≥99.5％，松裝密度為1.0～1.5g/cm³。
文檔編號(hào)B22F9/16GK101318225SQ200810150330
公開(kāi)日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月14日
發(fā)明者孫旭東, 健 張, 張文彥, 程 李, 許佩敏 申請(qǐng)人:西北有色金屬研究院