一種超細(xì)銀的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超細(xì)銀的制備方法，屬于金屬導(dǎo)電介質(zhì)的制備領(lǐng)域。該方法包括：采用無雜質(zhì)的溴化1-甲基-3-丁基四氟硼酸鹽離子液體作為反應(yīng)介質(zhì)，恒溫80℃真空干燥24小時(shí)備用；以0.04mol/L的離子液體的對苯二酚溶液為A溶液、0.1mol/L的硝酸銀無水乙醇溶液為B溶液，室溫?cái)嚢柘聦溶液加入A溶液中，加入表面活性劑，施加超聲波，在40～60℃溫度下攪拌反應(yīng)2～8小時(shí)，得到超細(xì)銀溶液；將所述超細(xì)銀溶液以15000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速離心分離并用無水乙醇洗滌三次以上，干燥后即得到粒徑為30nm～150nm分散均勻的超細(xì)銀粉末。
【專利說明】一種超細(xì)銀的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬導(dǎo)電介質(zhì)的超細(xì)銀材料的制備領(lǐng)域，特別是涉及一種可用于電磁屏蔽材料的超細(xì)銀的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通訊、計(jì)算機(jī)等電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展對電磁屏蔽材料提出了更高的要求。因此，具有優(yōu)異的耐候性、低成本、綠色環(huán)保是新型電磁屏蔽材料的發(fā)展方向。其中，聚合物基導(dǎo)電涂料作為一種具有電磁屏蔽功能的材料，在近20年來得到了迅速發(fā)展，廣泛應(yīng)用在手機(jī)、筆記本電腦、武器裝備、信息安全等領(lǐng)域，需求量越來越大，其所用的導(dǎo)電介質(zhì)主要為具有不同形貌的銀粒子，它在涂料中的分散是否均勻?qū)ζ鋵?dǎo)電性十分重要。而填料粒子的大小、形狀、分散的難易都會影響導(dǎo)電涂料屏蔽效能的發(fā)揮。填料粒度較小且有一個適當(dāng)?shù)姆植伎梢垣@得較為緊密的堆積而提高導(dǎo)電能力，可減少銀粉用量且涂料有良好的導(dǎo)電性，因此近年來超細(xì)銀粉用于導(dǎo)電涂料的導(dǎo)電介質(zhì)研究十分活躍，有關(guān)超細(xì)銀的合成研究得到了較快的發(fā)展。
[0003]目前制備超細(xì)銀最常用的方法之一就是化學(xué)還原法。該法是用還原劑把銀從它的鹽或配合物水溶液或有機(jī)體系中以粉末形式沉積出來。該方法雖具有設(shè)備工藝簡單、產(chǎn)率高、便于工業(yè)化生產(chǎn)，制得的銀粉粒度小、重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)，但制備過程中會產(chǎn)生大量的廢水造成環(huán)境污染。因此，如何開發(fā)了無污染的綠色制備超細(xì)銀材料的工藝是個需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種超細(xì)銀的制備方法，能無污染的制備超細(xì)銀材料，從而解決目前化學(xué)還原制備超細(xì)銀材料工藝會產(chǎn)生大量廢水污染環(huán)境的問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種超細(xì)銀的制備方法，包括:
[0006]采用無雜質(zhì)的溴化1-甲基-3-丁基四氟硼酸鹽([bmim]BF4)離子液體作為反應(yīng)介質(zhì)，恒溫80°C真空干燥24小時(shí)備用；
[0007]以0.04mol/L的所述離子液體([bmim]BF4)對苯二酚溶液為A溶液、0.lmol/L的硝酸銀無水乙醇溶液為B溶液，室溫?cái)嚢柘聦溶液加入A溶液中，加入表面活性劑，施加超聲波，在40?60°C溫度下攪拌反應(yīng)2?8小時(shí)，得到超細(xì)銀溶液；
[0008]將所述超細(xì)銀溶液以15000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速離心分離并用無水乙醇洗滌三次以上，干燥后即得到粒徑為30nm?150nm分散均勻的超細(xì)銀粉末。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:通過硝酸銀中的銀離子被弱還原劑對苯二酚還原為金屬銀制備得到超細(xì)銀粉，由于以溴化1-甲基-3- 丁基四氟硼酸鹽離子液體為反應(yīng)介質(zhì)，配合無水乙醇洗滌多次洗滌，具有得率高，超細(xì)銀不團(tuán)聚、易于分散的特點(diǎn)，制得的超細(xì)銀可在電磁屏蔽材料中使用?！揪唧w實(shí)施方式】
[0010]下面對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0011]本發(fā)明提供一種無污染制備超細(xì)銀的方法，是一種在離子液體中制備超細(xì)銀的方法，制得的超細(xì)銀可在電磁屏蔽材料中使用，該方法包括:
[0012]采用無雜質(zhì)的溴化1-甲基-3- 丁基四氟硼酸鹽([bmim]BF4)離子液體為反應(yīng)介質(zhì)，恒溫80°C真空干燥24小時(shí)，備用；其中，無雜質(zhì)的溴化1-甲基-3-丁基四氟硼酸鹽([bmim]BF4)離子液體可采用普通的溴化1_甲基_3_ 丁基四氟硼酸鹽([bmim]BF4)離子液體用乙醇萃取4次除去離子液體中殘留的溴離子雜質(zhì)，在50°C下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去離子液體中少量乙醇得到；
[0013]配制0.04mol/L所述離子液體([bmim]BF4)的對苯二酹溶液作為A溶液、再配制
0.lmol/L的硝酸銀無水乙醇溶液作為B溶液；室溫?cái)嚢柘聦溶液加入A溶液中，加入作為表面活性劑的十六烷基溴化銨(CTAB)，并施加超聲波，在40?60°C溫度下攪拌反應(yīng)2?8h，得到超細(xì)銀溶液；
[0014]將得到的超細(xì)銀溶液高速離心(轉(zhuǎn)速為15000轉(zhuǎn)/分鐘)分離并用無水乙醇洗滌3次以上，干燥后即得到分散均勻的超細(xì)銀粉末，超細(xì)銀粉末的銀顆粒粒徑為30nm?150nm。
[0015]上述方法中，將B溶液倒入A溶液中，B溶液與A溶液的體積比為B:A= 1:1?3。
[0016]上述方法中，將加入表面活性劑十六烷基溴化銨(CTAB)能控制超細(xì)銀的團(tuán)聚，表面活性劑的加入量為A溶液和B溶液總質(zhì)量的0.1?5%，優(yōu)選0.3?2.0%。
[0017]上述方法中，施加超聲波的功率為0.1?10kW，優(yōu)選0.5?5kW，超聲頻率為20kHz。超聲波可以促進(jìn)超細(xì)銀的進(jìn)一步分散，不易產(chǎn)生團(tuán)聚，制備粒徑分布均勻的超細(xì)銀。超聲波功率越大，超細(xì)銀粒徑越小。
[0018]對超細(xì)銀溶液進(jìn)行離心分離后，用無水乙醇洗滌多次(3次以上)，得到超細(xì)銀粉末。當(dāng)產(chǎn)物用二氯甲烷等其它溶劑后處理時(shí)銀粒子嚴(yán)重團(tuán)聚，粒徑很大；而當(dāng)用無水乙醇處理時(shí)銀粒子分散均勻且粒徑很小。因?yàn)閇bmim]BF4離子液體能溶于二氯甲烷，當(dāng)產(chǎn)物中沒有離子液體時(shí)，產(chǎn)物很容易團(tuán)聚，進(jìn)一步證明離子液體對產(chǎn)物形貌的重要修飾作用。
[0019]本發(fā)明的制備方法通過硝酸銀中的銀離子被弱還原劑對苯二酚還原為金屬銀來制備超細(xì)銀粉。制得的超細(xì)銀不團(tuán)聚，易于分散，可用于電磁屏蔽材料中。
[0020]為便于理解，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的制備方法作進(jìn)一步說明。
[0021]實(shí)施例一
[0022]本發(fā)明是一種超細(xì)銀的制備方法，包括以下步驟:
[0023]采用無雜質(zhì)的溴化1-甲基-3- 丁基四氟硼酸鹽([bmim]BF4)離子液體為反應(yīng)介質(zhì)(可用乙醇萃取4次除去普通溴化1-甲基-3-丁基四氟硼酸鹽([bmim]BF4)離子液體中殘留的氯離子雜質(zhì)，50°C下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去離子液體中少量乙醇得到)，然后恒溫80°C真空干燥24小時(shí)，備用；
[0024]配制0.04mol/L的對苯二酹[bmim] BF4溶液作為A溶液,配制0.lmol/L硝酸銀無水乙醇溶液作為B溶液，室溫下將IOml B溶液加入30ml A溶液中，加入Ig的CTAB，攪拌，施加20kHz、0.65kff的超聲波，反應(yīng)溫度40°C，反應(yīng)時(shí)間3h，得到超細(xì)銀溶液；[0025]將得到的超細(xì)銀溶液采用15000轉(zhuǎn)/分鐘高速離心分離后，用無水乙醇試劑洗滌3次，得超細(xì)銀粉末0.145g，得率85.8%，粒徑80?120nm。
[0026]實(shí)施例二
[0027]本發(fā)明是一種超細(xì)銀的制備方法，包括以下步驟:
[0028]采用無雜質(zhì)的溴化1-甲基-3- 丁基四氟硼酸鹽([bmim]BF4)離子液體為反應(yīng)介質(zhì)(可用乙醇萃取4次除去普通溴化1-甲基-3-丁基四氟硼酸鹽([bmim]BF4)離子液體中殘留的氯離子雜質(zhì)，50°C下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去離子液體中少量乙醇得到)，然后恒溫80°C真空干燥24小時(shí)，備用；
[0029]配制0.04mol/L的對苯二酹[bmim] BF4溶液作為A溶液,配制0.lmol/L硝酸銀無水乙醇溶液作為B溶液；室溫下將IOml B溶液加入40ml A溶液中，加入1.5g的CTAB，攪拌，施加20kHz、1.0kff的超聲波，反應(yīng)溫度60°C，反應(yīng)時(shí)間3h，得到超細(xì)銀溶液；
[0030]將得到的超細(xì)銀溶液采用15000轉(zhuǎn)/分鐘高速離心分離后，用無水乙醇試劑洗滌3次，得超細(xì)銀粉末0.138g，得率81.6%，粒徑50?80nm。
[0031]實(shí)施例三
[0032]本發(fā)明是一種超細(xì)銀的制備方法，包括以下步驟:
[0033]采用無雜質(zhì)的溴化1-甲基-3- 丁基四氟硼酸鹽([bmim]BF4)離子液體為反應(yīng)介質(zhì)(可用乙醇萃取4次除去普通溴化1-甲基-3-丁基四氟硼酸鹽([bmim]BF4)離子液體中殘留的氯離子雜質(zhì)，50°C下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去離子液體中少量乙醇得到)，然后恒溫80°C真空干燥24小時(shí)，備用；
[0034]配制0.04mol/L的對苯二酹[bmim] BF4溶液作為A溶液,配制0.lmol/L硝酸銀無水乙醇溶液作為B溶液，室溫下將IOml B溶液加入30ml A溶液中，加入Ig的CTAB，攪拌，施加20kHz、1.5kff的超聲波，反應(yīng)溫度50°C，反應(yīng)時(shí)間5h，得超細(xì)銀溶液；
[0035]將得到的超細(xì)銀溶液采用15000轉(zhuǎn)/分鐘高速離心分離后，用無水乙醇試劑洗滌3次，得超細(xì)銀粉末0.152g，得率90.5%，粒徑30?60nm。
[0036]本發(fā)明的制備方法采用溴化1-甲基-3- 丁基四氟硼酸鹽([bmim]BF4)離子液體為反應(yīng)介質(zhì)，采用A、B溶液的兩組份工藝，加入表面活性劑，并在超聲波作用下，制備超細(xì)銀粉末，得到粒徑在30nm?200nm之間的超細(xì)銀，并可控，得率達(dá)理論值的80%以上，制得的超細(xì)銀粉末不團(tuán)聚，易分散，可用于制備電磁屏蔽涂料。
[0037]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種超細(xì)銀的制備方法，其特征在于，包括:采用無雜質(zhì)的溴化1-甲基-3-丁基四氟硼酸鹽離子液體作為反應(yīng)介質(zhì)，恒溫80°C真空干燥24小時(shí)；以0.04mol/L的所述離子液體對苯二酚溶液為A溶液、0.lmol/L的硝酸銀無水乙醇溶液為B溶液，室溫?cái)嚢柘聦溶液加入A溶液中，加入表面活性劑，施加超聲波，在40?60°C溫度下攪拌反應(yīng)2?8小時(shí)，得到超細(xì)銀溶液；將所述超細(xì)銀溶液以15000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速離心分離并用無水乙醇洗滌三次以上，干燥后即得到粒徑為30nm?150nm分散均勻的超細(xì)銀粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述作為反應(yīng)介質(zhì)的無雜質(zhì)的溴化1-甲基-3- 丁基四氟硼酸鹽離子液體通過以下方式制得:將溴化1-甲基-3- 丁基四氟硼酸鹽離子液體用乙醇萃取四次除去離子液體中殘留的溴離子雜質(zhì)，在50°C下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去離子液體中的乙醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述B溶液與A溶液的體積比為1:1?3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述加入的表面活性劑為十六烷基溴化銨，加入量為A溶液和B溶液總質(zhì)量的0.1?5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述表面活性劑的加入量為A溶液和B溶液總質(zhì)量的0.3?2.0%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述施加的超聲波的功率為0.1?10kW，超聲頻率為20kHz。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述施加的超聲波的功率為0.5?5kW。
【文檔編號】B22F9/24GK103521779SQ201310507718
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】楊明山, 李林楷, 羽信全, 唐文, 羅海平 申請人:北京石油化工學(xué)院, 廣東榕泰實(shí)業(yè)股份有限公司