專利名稱：一種固相反應(yīng)超細(xì)銀粉制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及功能材料，尤其是微納米超細(xì)顆粒材料的制備。
背景技術(shù)：
超細(xì)微粒大的比表面及各種微觀特性使其具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值。銀粉因其 優(yōu)良的導(dǎo)電性和良好的穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于集成電路、電池電極、抗菌、催化、化學(xué)分析等領(lǐng) 域。而超細(xì)銀粉具有化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)良電導(dǎo)率、優(yōu)良的催化活性等特性使其廣泛應(yīng)用在催化 劑、介電材料、導(dǎo)電填料等方面，超細(xì)銀顆粒的研究仍是目前材料研究的熱氣，應(yīng)用前景十 分廣闊。 制備超細(xì)銀粉的方法主要有化學(xué)還原法、光還原法、電化學(xué)法、化學(xué)電鍍法等等。 和俊等人("光散射學(xué)報(bào)"，2008， 20(1) :42-46)、殷煥順等人("材料研究與應(yīng)用"，2008， 2(1) :6-10)、王悅輝等人("材料導(dǎo)報(bào)"，2008，22(3) :144-147)介紹了已經(jīng)獲得的銀粉制備 方法與技術(shù)，以及國(guó)內(nèi)外主要銀粉產(chǎn)品生產(chǎn)與使用情況。從以上三篇文章可以看出，鑒于銀 粉巨大的商業(yè)價(jià)值和優(yōu)良的性質(zhì)，國(guó)內(nèi)外的研究十分活躍；但目前的很多方法具有反應(yīng)環(huán) 境、制備溫度等各種限制，造成成本增加、消耗時(shí)間或是不利于大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種簡(jiǎn)便、快速的超細(xì)銀粉的制備方法，利用固相化學(xué)還原，采用
具有還原能力的還原劑，用球磨的方法得到平均粒徑約為200nm的超細(xì)銀粉。 本發(fā)明采用固體硝酸銀和非金屬單質(zhì)還原劑(抗壞血酸)為主反應(yīng)物，添加抗氧
化劑、表面活性劑和分散劑，并加入酸度劑調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的酸度為堿性，將主反應(yīng)物
和各種添加劑放入球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行球磨固相反應(yīng)；球磨完畢后的混合物以水洗3 5次、離心
分離、無(wú)水乙醇洗滌、真空干燥或自然晾干，即可獲得超細(xì)銀粉。 本發(fā)明詳細(xì)技術(shù)方案 —種固相反應(yīng)超細(xì)銀粉的制備方法，包括如下步驟 步驟1 :按照各原料用量的摩爾比分別稱取固體硝酸銀、抗壞血酸、抗氧化劑、表 面活性劑、分散劑和酸度調(diào)解劑。各原料用量摩爾比為硝酸銀與抗壞血酸的用量摩爾比在
2 : i至iji : 3之間，硝酸銀與抗氧化劑的用量摩爾比在i : o. 26xio—5到1 : o.os之間，
硝酸銀與表面活性劑的用量摩爾比在1 : 0.35X10—3到1 : 0.074之間，硝酸銀和分散劑
的用量摩爾比在i : 0.52到i : 4. i之間，硝酸銀與酸度調(diào)節(jié)劑的用量摩爾比在i : o.oi
到1 : 0. 0375之間。 步驟2 :將步驟1稱取的固體硝酸銀、抗壞血酸、抗氧化劑、表面活性劑、分散劑和 酸度調(diào)解劑加入到球磨裝置中，混合均勻后球磨0. 5 2. 5小時(shí)。 步驟3 :將球磨完畢后球磨裝置中的混合物取出，依次水洗3 5次、離心分離、無(wú) 水乙醇洗滌后，真空干燥或自然晾干，即得超細(xì)銀粉。 上述技術(shù)方案中，所述抗氧化劑可采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、松香、巰基苯并噻唑或明膠；所述表面活性劑可采用聚乙二醇辛基苯基醚(0P)、羧甲基纖維素鈉(CMC)、十二 烷基苯磺酸鈉、十八烷基苯磺酸鈉、吐溫或油酸山梨醇酯(span80);所述分散劑為多元醇 類分散劑，如丙三醇、乙二醇或一縮二乙二醇；所述酸度調(diào)解劑為無(wú)機(jī)堿或有機(jī)堿，如 NaOH、 KOH、無(wú)水化20)3、無(wú)水K2C03或季胺堿。
反應(yīng)機(jī)理及原料選取
1、抗壞血酸還原銀粉反應(yīng)式
2Ag++C6H604 (OH) 2 — 2Ag+C6H606+2H+
2、原料選取 抗壞血酸(即維生素C)，是無(wú)毒無(wú)污染的綠色原料，容易被氧化得脫氫抗壞血酸， 脫氫抗壞血酸容易被還原回抗壞血酸，便于回收再利用；多元醇的粘性利于還原出的銀粉 分散，同時(shí)也對(duì)銀粉起保護(hù)作用；聚乙烯吡咯烷酮是銀粉良好的分散劑和保護(hù)劑。
另外需要說(shuō)明的是，本發(fā)明所選用的主反應(yīng)物和添加劑均是水溶性物質(zhì)，但本發(fā) 明摒棄了采用水溶液體系制備銀粉的方法，主要原因在于采用水溶液體系制備銀粉時(shí)，反 應(yīng)條件難以控制，容易產(chǎn)生銀鏡反應(yīng)，且銀粉易團(tuán)聚成疏松塊狀物，還需另行球磨；而本發(fā) 明采取固相反應(yīng)制備銀粉，各反應(yīng)物在球磨裝置中可以得到充分的混合，且可以邊反應(yīng)邊 球磨，水洗殘余物可回收利用。
本發(fā)明的有益效果是 本發(fā)明所述固相反應(yīng)超細(xì)銀粉的制備方法可直接在常溫常壓下進(jìn)行，便于實(shí)施且 成本較低；采用廉價(jià)、低毒甚至綠色的原料多元醇和抗壞血酸，利于回收和環(huán)保；工藝簡(jiǎn)單 且還原效率高，時(shí)間短，能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1本發(fā)明所制得的銀粉的掃描電鏡圖像。
圖2本發(fā)明所制得的銀粉的能譜成分分析圖。
圖3本發(fā)明所制得的銀粉的X射線衍射圖。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例一 稱取1.7g硝酸銀，1.8g抗壞血酸，0.7g氫氧化鈉，0.3g聚乙烯吡咯烷酮一同加入 球磨裝置中，量取100mL乙二醇加入裝置中進(jìn)行球磨。球磨一小時(shí)后加入去離子水洗滌，離 心分離，乙醇洗滌，晾干后得銀粉。 用能譜分析(EDS) 、 X射線衍射分析(XRD)對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試，其中含C29. 01 % ，含 銀70.99%。因?yàn)闃悠愤M(jìn)行EDS測(cè)試時(shí)，需要將樣品附著在導(dǎo)電膠基底上，而導(dǎo)電基底主要 成分為C，因此測(cè)出的樣品中含近30%的C。除去C的影響，可以看出樣品為高純度的銀粉。 將制得的銀粉用掃描電鏡對(duì)其粒徑進(jìn)行測(cè)試，從測(cè)試結(jié)果可以看出，產(chǎn)品為外觀為單分散 球形，平均粒度為180nm。
實(shí)施例二 稱取3. 3g硝酸銀，3. 5g抗壞血酸，lg氫氧化鈉，0. 4g聚乙烯吡咯烷酮一同加入球 磨裝置中，量取90mL丙三醇加入裝置中進(jìn)行球磨。球磨45分鐘后后加入去離子水洗滌，離
4心分離，乙醇洗滌，晾干后得銀粉。 用EDS、 XRD對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試，可以看出產(chǎn)品為高純度的銀粉。將制得的銀粉用 掃描電鏡對(duì)其粒徑進(jìn)行測(cè)試，從測(cè)試結(jié)果可以看出，產(chǎn)品為外觀為單分散球形，平均粒度為 220nm。 實(shí)施例三 稱取3. 0g硝酸銀，2. 7g抗壞血酸，0. 8g氫氧化鈉，0. 2g聚乙烯吡咯烷酮一同加入 球磨裝置中，量取120mL—縮二乙二醇加入裝置中進(jìn)行球磨。球磨70分鐘后后加入去離子 水洗滌，離心分離，乙醇洗滌，真空干燥后得銀粉。 用EDS、 XRD對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試，可以看出產(chǎn)品為高純度的銀粉。將制得的銀粉用 掃描電鏡對(duì)其粒徑進(jìn)行測(cè)試，從測(cè)試結(jié)果可以看出，產(chǎn)品為外觀為單分散球形，平均粒度為 200nm。
權(quán)利要求
一種固相反應(yīng)超細(xì)銀粉的制備方法，包括如下步驟步驟1按照各原料用量的摩爾比分別稱取固體硝酸銀、抗壞血酸、抗氧化劑、表面活性劑、分散劑和酸度調(diào)解劑。各原料用量摩爾比為硝酸銀與抗壞血酸的用量摩爾比在2∶1到1∶3之間，硝酸銀與抗氧化劑的用量摩爾比在1∶0.26×10-5到1∶0.05之間，硝酸銀與表面活性劑的用量摩爾比在1∶0.35×10-3到1∶0.074之間，硝酸銀和分散劑的用量摩爾比在1∶0.52到1∶4.1之間，硝酸銀與酸度調(diào)節(jié)劑的用量摩爾比在1∶0.01到1∶0.0375之間；步驟2將步驟1稱取的固體硝酸銀、抗壞血酸、抗氧化劑、表向活性劑、分散劑和酸度調(diào)解劑加入到球磨裝置中，混合均勻后球磨0.5～2.5小時(shí)；步驟3將球磨完畢后球磨裝置中的混合物取出，依次水洗3～5次、離心分離、無(wú)水乙醇洗滌后，真空干燥或自然晾干，即得超細(xì)銀粉。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固相反應(yīng)超細(xì)銀粉的制備方法，其特征在于，所述抗氧化劑 采用聚乙烯吡咯烷酮、松香、巰基苯并噻唑或明膠。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固相反應(yīng)超細(xì)銀粉的制備立法，其特征在于，所述表面活性 劑可采用聚乙二醇辛基苯基醚、羧甲基纖維素鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十八烷基苯磺酸鈉、 吐溫或油酸山梨醇酯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固相反應(yīng)超細(xì)銀粉的制備方法，其特征在于，所述分散劑為 多元醇類分散劑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的固相反應(yīng)超細(xì)銀粉的制備方法，其特征在于，所述多元醇類 分散劑為丙三醇、乙二醇或一縮二乙二醇。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固相反應(yīng)超細(xì)銀粉的制備方法，其特征在于，所述酸度調(diào)解 劑為無(wú)機(jī)堿或有機(jī)堿。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的固相反應(yīng)超細(xì)銀粉的制備方法，其特征在于，所述無(wú)機(jī)堿為 NaOH、 KOH、無(wú)水Na2C03或無(wú)水K2C03。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的固相反應(yīng)超細(xì)銀粉的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)堿為 季胺堿。
全文摘要
一種固相反應(yīng)超細(xì)銀粉的制備方法，屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及功能材料，尤其是微納米超細(xì)顆粒材料的制備。本發(fā)明采用固體硝酸銀和非金屬單質(zhì)還原劑(抗壞血酸)為主反應(yīng)物，添加抗氧化劑、表面活性劑和分散劑，并加入酸度劑調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的酸度為堿性，將主反應(yīng)物和各種添加劑放入球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行球磨固相反應(yīng)；球磨完畢后的混合物以水洗3～5次、離心分離、無(wú)水乙醇洗滌、真空干燥或自然晾干，即可獲得超細(xì)銀粉。本發(fā)明所述固相反應(yīng)超細(xì)銀粉的制備方法可直接在常溫常壓下進(jìn)行，便于實(shí)施且成本較低；采用廉價(jià)、低毒甚至綠色的原料多元醇和抗壞血酸，利于回收和環(huán)保；工藝簡(jiǎn)單且還原效率高，時(shí)間短，能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B22F9/20GK101774026SQ20091016795
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日
發(fā)明者何為, 何波, 楊穎 , 王守緒, 胡可, 莫蕓綺 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué);珠海元盛電子科技股份有限公司