專利名稱：一種適用于印制電子的催化型導(dǎo)電顆粒的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種催化型導(dǎo)電顆粒的制備技術(shù)。
背景技術(shù)：
適用于印制電子的導(dǎo)電納米顆粒的制備工藝，是近幾年導(dǎo)電油墨領(lǐng)域很熱的研究 方向。人們試圖采用物理和化學(xué)的加工手段獲得納米級銅和銀的導(dǎo)電納米金屬顆粒，用來 生產(chǎn)導(dǎo)電油墨印制電子電路。但是由于納米銀價格昂貴，導(dǎo)致納米銀導(dǎo)電油墨生產(chǎn)成本過高，限制其應(yīng)用；而納 米銅容易發(fā)生氧化，加工印制電子過程中需要抗氧化保護(hù)，導(dǎo)致工藝復(fù)雜，穩(wěn)定性差，也限 制其推廣應(yīng)用?；诖耍景l(fā)明將導(dǎo)電性能良好且性質(zhì)穩(wěn)定的價廉金屬負(fù)載在納米碳粉表面， 制成催化型導(dǎo)電微小顆粒。獲得的微小顆粒具有顆粒度小、可導(dǎo)電及化學(xué)鍍催化活性， 可使用與專用打印機(jī)使用，并且易于在其表面進(jìn)行二次化學(xué)鍍處理鍍上導(dǎo)電性能優(yōu)良 的金屬。專利CN200710065911.2報道了一種碳納米管鍍金制備導(dǎo)電膠的方法，專利 CN200610112780.4報道了一種石墨粉表面鍍銀制備導(dǎo)電膠的方法，由于碳管形狀為管狀， 天然石墨粉易形成片狀顆粒，跟本發(fā)明的球形微小顆粒有明顯區(qū)別，并且這些方法采用的 是常規(guī)攪拌方式，顆粒分散不均勻，與本發(fā)明所采用的方法有明顯區(qū)別。曹鼎等(超聲處理 化學(xué)鍍法制備鍍銀玻璃纖維[J].粉末冶金材料科學(xué)與工程，2009，14，422-426)報道了一 種超聲處理制備的鍍銀玻璃纖維，所采用的玻璃纖維達(dá)到幾十微米的級別，鍍上銀后顆粒 度較大，不適于打印機(jī)使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于印制電子使用且具有化 學(xué)鍍催化能力的導(dǎo)電顆粒的制備方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種適用于印制電子的催化型導(dǎo)電顆粒的制備方法，包括以下步驟(1)對納米級碳粉進(jìn)行預(yù)處理；(2)將預(yù)處理后的納米級碳粉在助劑的作用下分散在溶液中；(3)在分散后的納米級碳粉表面進(jìn)行化學(xué)鍍處理，離心分離完成制備。在上述制備方法中，步驟(1)中所述的預(yù)處理為敏化和活化兩種處理；所述碳粉 為粒徑均勻，尺度在納米級的碳顆粒。在上述制備方法中，步驟(1)中所述碳顆粒優(yōu)選為打印機(jī)碳粉，石墨碳粉，乙炔炭 黑，導(dǎo)電碳粉中的一種或幾種的復(fù)合。在上述制備方法中，步驟(2)中所述分散是在超聲的作用下進(jìn)行分散；所述助劑 為分散劑、穩(wěn)定劑中的一種或兩種混合。在上述制備方法中，所述分散劑優(yōu)選為氟碳型表面活性劑(如FC-6)和季銨鹽型
3陽離子表面活性劑，聚乙二醇，壬基酚聚氧乙烯醚類非離子表面活性劑和烷基硫酸鈉型陰 離子表面活性劑中的一種或幾種的復(fù)配表面活性劑；最優(yōu)選十六烷基三甲基氯化銨。在上述制備方法中，所述穩(wěn)定劑包括十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮、聚 乙烯醇或苯駢三氮唑、吐溫、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇、NP系列、Lomar D、MPA、殼聚糖、 琥珀酸二異辛酯磺酸鈉(A0T)、聚乙醇酸(PGA)中的一種或幾種的混合物質(zhì)；優(yōu)選為十六烷 基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇或苯駢三氮唑中的一種或幾種的混合物質(zhì)。在上述制備方法中，步驟(3)中所述化學(xué)鍍處理為在納米級碳粉表面使用化學(xué)鍍 的處理方法鍍覆上催化型金屬。在上述制備方法中，所述催化型金屬優(yōu)選為Pt，Ni, Co, Pd，kg, Cu，Sn, Fe中的一 種或幾種的合金。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果(1)本發(fā)明將導(dǎo)電性能良好且性質(zhì)穩(wěn)定的價廉金屬負(fù)載在納米碳粉表面，獲得一 種金屬包覆的碳顆粒，由于碳球的質(zhì)量非常輕，對比價格價高和質(zhì)量較大的納米純銀或納 米純銅顆粒，具有明顯的價格優(yōu)勢；(2)本發(fā)明使用超聲技術(shù)的強(qiáng)烈分散效應(yīng)進(jìn)行分散，在陽離子表面活性劑作分散 劑的促進(jìn)下納米碳顆粒在溶液中親水化和均勻分散，特別是采用了十六烷基三甲基氯化 銨，它尤其適合于分散顆粒度比較小的納米顆粒，使得分散后的納米膠體溶液具有很高的 分散穩(wěn)定性；(3)本發(fā)明獲得的催化型導(dǎo)電顆粒，具有化學(xué)鍍催化能力，易于在其表面實現(xiàn)二次 化學(xué)鍍處理。制備出的球形金屬包碳材料直徑為< 100納米，形狀均勻統(tǒng)一，適合于印制電 子使用。
具體實施例方式實施例1 將經(jīng)過敏化和活化處理的直徑30nm的導(dǎo)電碳粉在含有全氟辛基磺酰氟和十六烷 基三甲基溴化銨濃度均為0. 5g/L的混合溶液中超聲均勻分散。在其表面化學(xué)鍍鎳，載上催 化型金屬鎳。離心分離獲得催化型M/C結(jié)構(gòu)的顆粒。實施例2 將經(jīng)過敏化和活化處理的直徑30nm的導(dǎo)電碳粉在含有全氟辛基磺酰氟和聚乙烯 吡咯烷酮濃度分別為2ml/L、0. 5g/L的混合溶液中超聲均勻分散。在其表面化學(xué)鍍鎳和鈀 的合金，載上催化型金屬鎳鈀合金。離心分離獲得催化型Ni-Pd/C結(jié)構(gòu)的顆粒。實施例3 將經(jīng)過敏化和活化處理的直徑40nm的乙炔碳黑粉在含有十六烷基三甲基溴化銨 和聚乙烯醇濃度分別為0. 5g/L、l. Og/L的混合溶液中超聲均勻分散。在其表面化學(xué)鍍鈀， 載上催化型金屬鈀。離心分離獲得催化型Pd/C結(jié)構(gòu)的顆粒。實施例4 將經(jīng)過敏化和活化處理的直徑40nm的石墨化碳粉在含有十六烷基三甲基溴化銨 和苯駢三氮唑濃度均為0. 5g/L的混合溶液中超聲均勻分散。在其表面化學(xué)鍍鎳銀合金，載 上催化型金屬鎳銀合金。離心分離獲得催化型Ni-Ag/C結(jié)構(gòu)的顆粒。
實施例5 將經(jīng)過敏化和活化處理的直徑40nm的激光打印機(jī)用碳粉在含有聚乙二醇6000和 十六烷基三甲基溴化銨濃度均為0. 5g/L的混合溶液中超聲均勻分散。在其表面化學(xué)鍍鎳， 載上催化型金屬鎳。離心分離獲得催化型Ni/C結(jié)構(gòu)的微小顆粒。
權(quán)利要求
一種適用于印制電子的催化型導(dǎo)電顆粒的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)對納米級碳粉進(jìn)行預(yù)處理；(2)將預(yù)處理后的納米級碳粉在助劑的作用下分散在溶液中；(3)在分散后的納米級碳粉表面進(jìn)行化學(xué)鍍處理，離心分離完成制備。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述的預(yù)處理為敏化和活化 兩種處理。
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述碳顆粒為打印機(jī)碳粉，石墨碳粉，乙 炔炭黑，導(dǎo)電碳粉中的一種或幾種的復(fù)合。
4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述分散是在超聲的作用下 進(jìn)行分散；所述助劑為分散劑、穩(wěn)定劑中的一種或兩種混合。
5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述分散劑為氟碳型和季銨鹽型陽離子 表面活性劑，聚乙二醇，壬基酚聚氧乙烯醚類非離子表面活性劑和烷基硫酸鈉型陰離子表 面活性劑中的一種或幾種的復(fù)配表面活性劑。
6.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于所述季銨鹽型陽離子表面活性劑為十六 烷基三甲基氯化銨。
7.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述穩(wěn)定劑為十六烷基三甲基溴化銨、 聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇或苯駢三氮唑中的一種或幾種的混合物質(zhì)。
8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述化學(xué)鍍處理為在納米級 碳粉表面使用化學(xué)鍍的處理方法鍍覆上催化型金屬。
9.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于所述催化型金屬為Pt，Ni,Co, Pd，Ag， Cu，Sn, Fe中的一種或幾種的合金。
10.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述碳粉為粒徑均勻，尺度在納米級的 碳顆粒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于印制電子的催化型導(dǎo)電顆粒的制備方法。本方法先將預(yù)處理后的納米級碳粉在助劑的作用下分散在溶液中，然后通過化學(xué)鍍的方法在碳粉表面均勻的鍍覆上催化型金屬，然后通過離心分離得到產(chǎn)品。本方法制備顆粒為金屬包覆的碳粒，質(zhì)量非常輕，對比價格價高和質(zhì)量較大的納米純銀或納米純銅顆粒，具有明顯的價格優(yōu)勢；具有化學(xué)鍍催化能力，易于在其表面實現(xiàn)二次化學(xué)鍍處理；顆粒形狀為均勻統(tǒng)一的球形，直徑＜100納米，適合于印制電子使用。
文檔編號H01B13/00GK101894598SQ201010191388
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者崔國峰, 郭燕芬 申請人:中山大學(xué)