一种多面体亚微米银粉的制备方法与流程

1.本发明涉及一种银粉的制备方法，特别涉及一种粒径在100～400nm的多面体亚微米银粉的制备方法。


背景技术：

2.微纳米银粉是一种广泛应用于电子工业的功能性原材料，具有优越的催化性能、磁性能、电性能等，是电子工业中应用最为广泛和用量最大的一种贵金属粉末，如用来制作电子浆料、导电涂料、电磁屏蔽材料、导电油墨、导电塑料、导电陶瓷等，是生产各种电子元器件产品的关键材料。
3.目前微纳米银粉的制备方法分为物理方法和化学方法，采用物理方法制备的银粉工艺复杂且制备的银粉性能差。所以目前主要采用化学方法制备微纳米银粉，其中常用的是化学还原法、电解法、溶胶凝胶法。其中化学还原法是目前最普遍用来制备微纳米银粉的方法，其设备简单，生产成本低，且产品性能可控、重复性好。
4.现有的方法合成粒径为100～400nm的亚微米银粉时，在银氨络合物中加入胺类或羧酸类表面活性剂作为粒形控制剂。在这个合成途径中，使用了肼的水合物或者l―抗坏血酸等强力还原剂。然而一旦加入还原剂后，立即会形成作为一次粒子的银纳米粒子，这些纳米粒子聚集成亚微米尺寸的球状或不定形状的二次粒子，从而导致难以形成粒径在100～400nm且粒径可控的微纳米银粉。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供的一种多面体亚微米银粉的制备方法。
6.一种多面体亚微米银粉的制备方法，其包括以下步骤：
7.制备a溶液，所述a溶液由硝酸银，离子交换水，氨水，以及聚乙烯吡咯烷酮制成；
8.将硝酸银溶于离子交换水中，并加入所述氨水以制备银氨络合水溶液；
9.将聚乙烯吡咯烷酮溶于所述离子交换水中后，并加入所述银氨络合水溶液中制得所述a溶液；
10.制备b溶液，所述b溶液由亚硫酸钾和离子交换水制成，该b溶液由亚硫酸钾溶于离子交换水中制成；
11.将所述a溶液和b溶液加热至30℃至50℃后，将b溶液注入a溶液并搅拌；
12.维持a溶液与b溶液的混合物的温度在30℃至100℃，并进行还原反应3至5小时形成银悬浊液；
13.过滤所述银悬浊液，并清洗过滤得到的银粉饼；
14.使用乙醇洗涤该银粉饼以防止发生团聚；
15.干燥所述银粉饼；
16.提供六偏磷酸钠，并将干燥后的银粉饼加入该六偏磷酸钠中；
17.提供超声波清洗机，使用该超声波清洗机对该六偏磷酸纳与银粉饼的进行超声清洗，过滤分离多面体银粉与片银，所述多面体银粉具有单峰分布。
18.进一步地，在a溶液与b溶液的反应过程中，加入粒子形状控制剂以控制所形成的银粉的形状。
19.进一步地，所述粒子形状控制剂为阿拉伯树胶、硫醇化合物、蛋白质、和聚合物氨基酸肽化合物中的一种。
20.进一步地，所述b溶液为还原液，所述还原液含有无机还原剂，所述无机还原剂为亚硫酸盐或肼。
21.进一步地，所述b溶液为还原液，所述还原液含有有机还原剂，所述有机还原剂为具有醛基或酮基的有机还原剂。
22.进一步地，所述具有醛基或酮基的有机还原剂为l-抗坏血酸。
23.与现有技术相比，本发明提供的多面体亚微米银粉的制备方法在银氨络合物的水溶液里，加入粒子形貌控制剂的有机物与还原剂，析出含有银的悬浊液，将其过滤清洗后的银饼在室温加入酒精，减压干燥破碎，得到干燥减量在1～2％，在水与有机溶剂中不团聚的高结晶多面体亚微米银粉，从而可以制得粒径为100～400nm的纳米银粉。同时，在银氨络合物中，加入还原剂的之前，通过改变银氨络合物水溶液中的颗粒控制剂和氨的浓度，同时合成亚微米尺寸的多面体银粉和对角线尺寸为微米尺寸的六边形片状银，在含有表面活性剂的水溶液中用超声波破碎并可分离多面体银粉与片银。而在分离步骤中，由于亚微米银粉分散在溶液中，片银沉淀，因此可以容易地分离两者，从而形成粒径可控的微纳米银粉。
附图说明
24.图1为本发明实施例1所得银粉的sem图之一。
25.图2为本发明实施例1所得银粉的sem图之二。
26.图3为本发明实施例1所得到的银粉的粒子分布图。
具体实施方式
27.以下对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
28.本发明提供的一种多面体亚微米银粉的制备方法，其包括以下步骤：
29.step101:制备a溶液，所述a溶液由硝酸银，离子交换水，氨水，以及聚乙烯吡咯烷酮制成；
30.step102:将硝酸银溶于离子交换水中，并加入所述氨水以制备银氨络合水溶液；
31.step103:将聚乙烯吡咯烷酮溶于所述离子交换水中后，并加入所述银氨络合水溶液中制得所述a溶液；
32.step104:制备b溶液，所述b溶液由亚硫酸钾和离子交换水制成，该b溶液由亚硫酸钾溶于离子交换水中制成；
33.step105:将所述a溶液和b溶液加热至30℃至50℃后，将b溶液注入a溶液并搅拌；
34.step106:维持a溶液与b溶液的混合物的温度在30℃至100℃，并进行还原反应3至5小时形成银悬浊液；
35.step107:过滤所述银悬浊液，并清洗过滤得到的银粉饼；
36.step108:使用乙醇洗涤该银粉饼以防止发生团聚；
37.step109:干燥所述银粉饼；
38.step110:提供六偏磷酸钠，并将干燥后的银粉饼加入该六偏磷酸钠中；
39.step111:提供超声波清洗机，使用该超声波清洗机对该六偏磷酸纳与银粉饼的进行超声清洗，过渡分离多面体银粉与片银，所述多面体银粉具有单峰分布。
40.在step101中，所述硝酸银，离子交换水，氨水，以及聚乙烯吡咯烷酮本身为现有技术，其特性与制备方法在此不再赘述。在步骤step102中，即银合成过程中，加入的氨的总量是硝酸银形成银氨络合物所需的量的2.1-5.0倍的范围内。
41.在step104中，所述亚硫酸钾和离子交换水本身的特性与制备方法为现有技术，在此不再赘述。
42.在step105中，搅拌所述b溶液与a溶液时，可以使用磁力搅拌器进行搅拌，以均匀搅拌。
43.在step106中，当进行还原反应时，所述b溶液为还原液，为了提高还原速度，可以添加无机还原剂或有机还原剂，所述无机还原剂可以为亚硫酸盐或肼。所述有机还原剂可以为具有醛基或酮基的有机还原剂。
44.在step106中，在a溶液与b溶液的反应过程中，加入粒子形状控制剂以控制所形成的银粉的形状。所述粒子形状控制剂可以为橡胶状多糖如为阿拉伯树胶、硫醇化合物、蛋白质、和聚合物氨基酸肽化合物中的一种。通过该粒子形状控制剂的加入可以保证所还原出来的银粒子的形状。
45.在step110中，通过六偏磷酸钠，可以避免银粉被氧化。
46.与现有技术相比，本发明提供的多面体亚微米银粉的制备方法在银氨络合物的水溶液里，加入粒子形貌控制剂的有机物与还原剂，析出含有银的悬浊液，将其过滤清洗后的银饼在室温加入酒精，减压干燥破碎，得到干燥减量在1～2％，在水与有机溶剂中不团聚的高结晶多面体亚微米银粉，从而可以制得粒径为100～400nm的纳米银粉。同时，在银氨络合物中，加入还原剂的之前，通过改变银氨络合物水溶液中的颗粒控制剂和氨的浓度，同时合成亚微米尺寸的多面体银粉和对角线尺寸为微米尺寸的六边形片状银，在含有表面活性剂的水溶液中用超声波破碎并可分离多面体银粉与片银。而在分离步骤中，由于亚微米银粉分散在溶液中，片银沉淀，因此可以容易地分离两者，从而形成粒径可控的微纳米银粉。
47.实施例
48.制备a液和b液两种溶液。
49.液体a:把5.00g硝酸银溶于30g离子交换水中，并加入25％氨水4.6g制备银氨络合水溶液。把0.4g聚乙烯吡咯烷酮溶于50g离子交换水中，并添加到银氨络合物水溶液中。
50.b液:把5.00g亚硫酸钾溶于30g离子交换水中。
51.把液体a和液体b加热至60℃时，将液体b注入液体a中并用磁力搅拌器搅拌。
52.在40℃下反应3-4小时后，将产生的含有含银悬浊液减压过滤，用等离子水洗涤得到的银粉饼，再用乙醇溶剂洗涤。将银粉饼干燥后，其减量约8％的3.25g银粉饼，将其放入内部容积为8l的真空干燥器中，减压并在室温(25℃)下脱水3小时，得到无水粉末3.16g。将其脱水粉末在室温下用玛瑙研钵和特氟隆棒压碎，获得3.14g的压碎粉末。
53.把0.015g银粉样品加入0.2％六偏磷酸钠30ml中，用功率50w的超声波清洗机超5分钟，用动态光散射粒径分布测试测粒径。
54.得到的银粉如图1和图2所示，从该sem图，可以看到所得到的银粉呈片状和颗粒状。而且从图3可以看出，大多数的银粉的粒径分布在200nm左右。
55.以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。