專利名稱：納米級(jí)氧化銀及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米級(jí)氧化銀及其制備方法。
背景技術(shù)：
氧化銀廣泛用于電子元器件、扣式電池、防腐劑、凈化劑、玻璃著色劑、研磨劑和化工催化劑等行業(yè)。工業(yè)用銀中有30％的銀用于氧化銀或硝酸銀生產(chǎn)，其中電子元器件行業(yè)所消耗的氧化銀約占氧化銀總產(chǎn)量的90％。目前，國內(nèi)氧化銀的生產(chǎn)主要采用將硝酸銀溶液滴加到氫氧化鈉溶液中的方法，得到氧化銀沉淀后，經(jīng)過洗滌、分離和干燥得到氧化銀成品，但是產(chǎn)品的粒徑一般在微米級(jí)尺寸，難以滿足應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ρ趸y顆粒度越小越好的要求。
中國專利CN1308102A公開了一種氧化銀及其生產(chǎn)工藝。該方法是將硝酸銀制成銀氨溶液，在攪拌下逐漸加入到含有保護(hù)劑的氫氧化鈉水溶液中，即生成納米氧化銀，其平均粒徑在80～100納米之間。但該方法大量使用氨水，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)需要有排風(fēng)防爆裝置，并且在有氨的條件下，反應(yīng)體系內(nèi)有生成疊氮化銀的可能，該物質(zhì)極易爆炸，屬于危險(xiǎn)品。
以上制備方法使用的均是單注滴加方法。為了實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物低濃度參加反應(yīng)，通常采用慢速滴加的方式，這雖然在一定程度上降低了其中一種反應(yīng)物的濃度，有利于降低氧化銀粒子的生長速度，但是不能同時(shí)使兩種反應(yīng)物均以低濃度反應(yīng)，不能最大幅度地降低粒子的生長速度，且缺乏相應(yīng)的配套裝置輔助解決反應(yīng)物濃度問題，最終導(dǎo)致生成的顆粒較大?？傊?，以上制備方法生產(chǎn)周期較長、產(chǎn)品顆粒較大，在制備工藝及制備裝置方面還需要進(jìn)一步改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種納米級(jí)氧化銀及其制備方法，該方法得到的氧化銀顆粒穩(wěn)定、分散性好、粒徑小且分布均勻。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種納米級(jí)氧化銀的制備方法，其特征是，采用雙注控制技術(shù)，在攪拌器的攪拌下，將硝酸銀水溶液和氫氧化鈉水溶液同時(shí)雙注入含有保護(hù)劑水溶液的反應(yīng)體系內(nèi)，生成氧化銀粒子，經(jīng)降溫、過濾、洗滌和干燥，得到平均粒徑為10～30納米的氧化銀粒子。
一種優(yōu)選方案，其中所述的保護(hù)劑是聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇。
一種優(yōu)選方案，其中所述的的攪拌器是定轉(zhuǎn)子攪拌器。
一種優(yōu)選方案，其中所述的的攪拌器是專利號(hào)為ZL01278630.6的攪拌器。
氧化銀的制備是一種快速瞬間沉淀反應(yīng)，粒子的生成包含了晶核的生成與晶核的生長兩個(gè)階段。為了得到粒徑小且分布均勻的粒子，反應(yīng)時(shí)需要有較長的成核期和相對(duì)短暫的成長期。
本發(fā)明的納米級(jí)氧化銀的制備方法，是采用雙注控制技術(shù)，在攪拌器的攪拌下，將硝酸銀水溶液和氫氧化鈉水溶液同時(shí)雙注入含有保護(hù)劑水溶液的反應(yīng)體系內(nèi)，生成氧化銀粒子，經(jīng)降溫、過濾、洗滌和干燥，得到平均粒徑為10～30納米的氧化銀粒子。
本發(fā)明中，開始前的反應(yīng)體系為含保護(hù)劑的弱堿性水溶液，其水溶液的PH＝8～10，其中的保護(hù)劑是聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇；該反應(yīng)體系還配有攪拌器，該攪拌器是有預(yù)稀釋功能、混合性能良好的定轉(zhuǎn)子攪拌器。在攪拌器轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)作用下，硝酸銀水溶液與氫氧化鈉水溶液通過加料管同時(shí)注入攪拌器定子內(nèi)，并分別與大量體系水溶液相混合，從而使反應(yīng)濃度得到稀釋。之后，低濃度的硝酸銀與氫氧化鈉在定子出口處相遇，發(fā)生快速沉淀反應(yīng)，由于反應(yīng)物濃度很低，因而生成的氧化銀粒子細(xì)小。同時(shí)保護(hù)劑將生成的氧化銀保護(hù)起來，最終制得粒徑小的納米粒子。反應(yīng)結(jié)束后洗滌和干燥，得到穩(wěn)定性和分散性好、粒度小且分布較均勻的納米氧化銀粒子。
本發(fā)明的制備方法，由于采用雙注控制技術(shù)及有預(yù)稀釋功能、混合性能良好的定轉(zhuǎn)子攪拌器，可以在配液濃度較高、雙注流量較大的情況下仍然實(shí)現(xiàn)低濃度反應(yīng)，并最終得到粒徑小的納米粒子，使生產(chǎn)周期明顯縮短，且成本低、收率高，更適于工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明所采用的雙注控制技術(shù)是乳劑制備中采用的雙注控制技術(shù)，該技術(shù)公開在美國專利US4439215中。
在納米氧化銀的制備過程中，攪拌器的作用非常重要，適宜本發(fā)明的攪拌器是定轉(zhuǎn)子攪拌器，其中優(yōu)選專利號(hào)為ZL01278630.6的攪拌器。
具體做法是將硝酸銀200～500份(質(zhì)量，下同)溶于960～900份純水中，配成硝酸銀溶液；將55～130份固體氫氧化鈉溶于990～970份純水中，配成氫氧化鈉溶液；另在反應(yīng)鍋內(nèi)將保護(hù)劑2～10份加純水1200份配成反應(yīng)體系水溶液，并用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值在8～10之間。反應(yīng)鍋內(nèi)裝有定轉(zhuǎn)子攪拌器。該攪拌器由定子和轉(zhuǎn)子組成，當(dāng)攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，大量體系內(nèi)的水溶液液被吸入攪拌器的內(nèi)腔，同時(shí)硝酸銀溶液和氫氧化鈉溶液通過加料管分別由進(jìn)料口進(jìn)入攪拌器定子內(nèi)部，因而反應(yīng)物在內(nèi)腔分別被體系水溶液混合、稀釋。之后，低濃度的硝酸銀與氫氧化鈉在出口處相遇，發(fā)生快速沉淀反應(yīng)，瞬間生成氧化銀粒子。該制備方法中，攪拌轉(zhuǎn)速為2000～2500rpm，兩液勻速雙注10～60分鐘。雙注結(jié)束后繼續(xù)成熟20～60分鐘，然后經(jīng)降溫，沉降，過濾出氧化銀。產(chǎn)物用純水洗滌至pH＝7～8，再用無水乙醇洗滌過濾，于80℃下在真空干燥箱內(nèi)干燥4小時(shí)，即得納米氧化銀。
采用本發(fā)明方法制備的納米氧化銀顏色為黑褐色，平均粒徑為10～30納米，產(chǎn)品含量大于99.5％，收率在99％以上，并且穩(wěn)定性和分散性良好。
有益效果采用本發(fā)明方法得到的納米氧化銀顆粒，粒度小、分布較均勻、穩(wěn)定性和分散性好；本發(fā)明方法自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)周期短、成本低、收率高，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例1將硝酸銀200克溶于960毫升純水中，配成硝酸銀溶液；將55克固體氫氧化鈉溶于990毫升純水中，配成氫氧化鈉溶液；另將保護(hù)劑聚乙烯吡咯烷酮2克加純水1200毫升配成母液，并用氫氧化鈉調(diào)pH值＝8，內(nèi)裝定轉(zhuǎn)子攪拌器(專利號(hào)為ZL01278630.6)。硝酸銀溶液和氫氧化鈉溶液通過加料管分別由上下進(jìn)料口進(jìn)入攪拌器定子內(nèi)部，并在定子內(nèi)部得到稀釋，然后在甩出定子時(shí)兩種反應(yīng)液接觸反應(yīng)，瞬間生成氧化銀粒子。攪拌轉(zhuǎn)速為2000rpm，兩液勻速雙注60分鐘。雙注結(jié)束后繼續(xù)成熟20分鐘，降溫，沉降、過濾出氧化銀。產(chǎn)物用純水洗滌至pH＝7～8，再用無水乙醇洗滌過濾，在溫度80℃的真空干燥箱內(nèi)干燥4小時(shí)，即得納米氧化銀。該方法制備的納米級(jí)氧化銀粒徑在5～15納米左右。
實(shí)施例2將硝酸銀500克溶于900毫升純水中，配成硝酸銀溶液；將130克固體氫氧化鈉溶于970毫升純水中，配成氫氧化鈉溶液；另將保護(hù)劑聚乙烯吡咯烷酮10克加純水1200毫升配成母液，并用氫氧化鈉調(diào)pH值＝10，內(nèi)裝定轉(zhuǎn)子攪拌器(專利號(hào)為ZL01278630.6)。硝酸銀溶液和氫氧化鈉溶液通過加料管分別由上下進(jìn)料口進(jìn)入攪拌器定子內(nèi)部，并在定子內(nèi)部得到稀釋，然后在甩出定子時(shí)兩種反應(yīng)液接觸反應(yīng)，瞬間生成氧化銀粒子。攪拌轉(zhuǎn)速為2500rpm，兩液勻速雙注20分鐘。雙注結(jié)束后繼續(xù)成熟60分鐘，降溫，沉降、過濾出氧化銀。產(chǎn)物用純水洗滌至pH＝7～8，再用無水乙醇洗滌過濾，在溫度80℃的真空干燥箱內(nèi)干燥4小時(shí)，即得納米氧化銀。該方法制備的納米級(jí)氧化銀粒徑在10～30納米。
實(shí)施例3將硝酸銀350克溶于930毫升純水中，配成硝酸銀溶液；將93克固體氫氧化鈉溶于980毫升純水中，配成氫氧化鈉溶液；另將保護(hù)劑聚乙烯醇5克加純水1200毫升配成母液，并用氫氧化鈉調(diào)pH值＝9，內(nèi)裝定轉(zhuǎn)子攪拌器(專利號(hào)為ZL01278631.4)。硝酸銀溶液和氫氧化鈉溶液通過加料管分別進(jìn)入攪拌器定子內(nèi)部，并在定子內(nèi)部得到稀釋，然后兩種反應(yīng)液接觸反應(yīng)，瞬間生成氧化銀粒子。攪拌轉(zhuǎn)速為2200rpm，兩液勻速雙注10分鐘。雙注結(jié)束后繼續(xù)成熟40分鐘，降溫，沉降、過濾出氧化銀。產(chǎn)物用純水洗滌至pH＝7～8，再用無水乙醇洗滌過濾，在溫度80℃的真空干燥箱內(nèi)干燥4小時(shí)，即得納米氧化銀。該方法制備的納米級(jí)氧化銀粒徑在10～30納米。
權(quán)利要求
1.一種納米級(jí)氧化銀的制備方法，其特征是采用雙注控制技術(shù)，在攪拌器的攪拌下，將硝酸銀水溶液和氫氧化鈉水溶液同時(shí)雙注入含有保護(hù)劑水溶液的反應(yīng)體系內(nèi)，生成氧化銀粒子，經(jīng)降溫、過濾、洗滌和干燥，得到平均粒徑為10～30納米的氧化銀粒子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級(jí)氧化銀的制備方法，其特征是，所述的保護(hù)劑是聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級(jí)氧化銀的制備方法，其特征是，所述的攪拌器是定轉(zhuǎn)子攪拌器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米級(jí)氧化銀的制備方法，其特征是，所述的攪拌器是專利號(hào)為ZL01278630.6的攪拌器。
全文摘要
本發(fā)明涉及納米級(jí)氧化銀及其制備方法，該制備方法是采用雙注控制技術(shù)，在攪拌器的攪拌下，將硝酸銀水溶液和氫氧化鈉水溶液同時(shí)雙注入含有保護(hù)劑水溶液的反應(yīng)體系內(nèi)，生成氧化銀粒子，經(jīng)降溫、過濾、洗滌和干燥，得到平均粒徑為10～30納米的氧化銀粒子，該方法自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)周期短、成本低、收率高，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C01G5/00GK1565976SQ0314264
公開日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2003年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月10日
發(fā)明者宋紅芹, 張進(jìn), 夏玉丹, 穆繼榮 申請(qǐng)人:中國樂凱膠片集團(tuán)公司