本技術(shù)涉及金屬粉體制備，具體涉及一種高球形度微納米銀粉及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，太陽能行業(yè)和電子行業(yè)呈現(xiàn)出迅猛的發(fā)展態(tài)勢。在這兩個行業(yè)中，微納米銀粉因其卓越的導(dǎo)電性能得到廣泛應(yīng)用，尤其是在太陽能光伏、電子器件以及傳感等關(guān)鍵領(lǐng)域，已成為熱點研究材料之一。研究表明，微納米銀粉的性能及其在實際應(yīng)用中的表現(xiàn)與多個因素緊密相關(guān)，包括銀粉的表面形貌、粉體尺寸、粒徑分布以及分散性等，這些因素對于微納米銀粉能否充分發(fā)揮其優(yōu)勢，滿足不同領(lǐng)域的應(yīng)用需求起著至關(guān)重要的作用。

2、球形銀粉的形狀規(guī)則、表面較為光滑，有利于電子的傳輸，因此，在電子電路中，使用球形銀粉作為導(dǎo)電填料可以減少信號傳輸過程中的損耗，提高電路的工作效率和穩(wěn)定性。

3、然而，現(xiàn)有技術(shù)中在制備球形銀粉方面仍存在一些技術(shù)難題：其一，部分制備工藝繁瑣復(fù)雜，且部分原材料可能具有毒性或危險性，不僅對操作人員的健康和安全構(gòu)成威脅，還增加了生產(chǎn)過程中的安全風(fēng)險和環(huán)保壓力，最終制備得到的銀粉表面還會殘留較多試劑，難以清洗干凈；其二，制備球形銀粉對工藝的要求較高，常因為部分因素和條件無法精確控制而導(dǎo)致不同批次制備的球形銀粉在粒徑、形貌、分散性等方面存在差異，影響產(chǎn)品的批次穩(wěn)定性，同時也增加了大規(guī)模生產(chǎn)的難度；其三，在電子器件中，常需要特定粒徑的球形銀粉實現(xiàn)特定的性能要求，然而，目前少有制備工藝可實現(xiàn)穩(wěn)定精確的調(diào)控球形銀粉的粒徑大小。

4、有鑒于此，有必要設(shè)計一種高球形度微納米銀粉及其制備方法，以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于背景技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本技術(shù)提供了一種高球形度微納米銀粉及其制備方法，先用還原性更強的硼氫化鈉制備得到球形度更高的納米銀晶核，再通過分散劑聚乙烯吡咯烷酮與還原劑抗壞血酸的協(xié)同作用制備得到高球形度、粒徑均一的銀粉，然后利用氫氧化鈉與聚乙烯吡咯烷酮的強反應(yīng)性使聚乙烯吡咯烷酮迅速水解，銀離子之間出現(xiàn)假性團聚，并迅速沉降，最后去除上清液得到高球形度微納米銀粉；本技術(shù)提供的制備方法可通過調(diào)整步驟s1中加入的硝酸銀固體的質(zhì)量和硼氫化鈉的質(zhì)量，調(diào)整步驟s4得到的高球形度微納米銀粉的粒徑，最終制備的高球形度微納米銀粉粒徑在50-600nm之間，適用于太陽能光伏正極銀漿及電子漿料領(lǐng)域；本技術(shù)采用的原材料無毒、無污染，對環(huán)境友好，且工藝流程簡短，底液可即配即用，無需提前制備晶核，批次穩(wěn)定性高，已實現(xiàn)公斤級放大生產(chǎn)。

2、第一方面，本技術(shù)實施例提供了一種高球形度微納米銀粉的制備方法，包括如下步驟：

3、s1，在攪拌條件下，將分散劑溶解于去離子水中，加入硝酸銀固體，待充分溶解，先加入第一還原劑，繼續(xù)攪拌2-5min，再加入第二還原劑，攪拌至完全溶解，得到含納米銀晶核的底液；具體的，所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮，所述第一還原劑為硼氫化鈉，所述第二還原劑為抗壞血酸；

4、s2，分別配制硝酸銀溶液、第三還原劑溶液以及氫氧化鈉溶液；

5、s3，在攪拌條件下，用蠕動泵將所述硝酸銀溶液與所述第三還原劑溶液同時快速滴加至步驟s1制備的底液中，繼續(xù)攪拌反應(yīng)5-10min，得到混合溶液；

6、s4，用步驟s2配制的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)步驟s3中混合溶液的ph值為6.5-8，充分攪拌后，靜置沉降，隨后除去上清液，收集沉降的銀粉，將所述銀粉洗滌、干燥，得到高球形度微納米銀粉。

7、在一些實施例中，步驟s2中，所述第三還原劑溶液的濃度為200-220g/l，所述第三還原劑溶液為抗壞血酸溶液。

8、在一些實施例中，步驟s1中，所述硝酸銀固體與所述硼氫化鈉的質(zhì)量比為1：(0.5-1)，所述底液中銀的濃度為0.01-0.02g/l。

9、在一些實施例中，步驟s2的硝酸銀溶液中的硝酸銀與步驟s1中的聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量比為1：(0.05-0.2)；步驟s2的硝酸銀溶液中的硝酸銀與步驟s1中抗壞血酸的質(zhì)量比為1：(0.02-0.05)；步驟s2的硝酸銀溶液中的硝酸銀與步驟s2的抗壞血酸溶液中的抗壞血酸的質(zhì)量比為1：(0.5-0.8)。

10、在一些實施例中，步驟s2中，所述硝酸銀溶液的濃度為100-400g/l，所述氫氧化鈉溶液濃度為4-6mol/l。

11、在一些實施例中，步驟s3中，所述硝酸銀溶液和所述抗壞血酸溶液的滴加速度均為150-200ml/min。

12、在一些實施例中，步驟s1的底液中加入硝酸銀固體和硼氫化鈉的質(zhì)量與步驟s4得到的高球形度微納米銀粉的粒徑呈負相關(guān)，即同時增加底液中加入硝酸銀固體和硼氫化鈉的質(zhì)量，所述高球形度微納米銀粉的粒徑減小。

13、在一些實施例中，步驟s4中，用所述氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)所述混合溶液的ph值為6.5-8，充分攪拌5-10min后，靜置沉降1-5min。

14、在一些實施例中，步驟s4中的洗滌具體為，先用去離子水洗滌，再用乙醇洗滌。

15、第二方面，本技術(shù)實施例提供了一種高球形度微納米銀粉，所述高球形度微納米銀粉根據(jù)前述技術(shù)方案中任一項技術(shù)方案制備得到，所述高球形度微納米銀粉的粒徑在50-600nm之間。

16、本技術(shù)的有益效果是：

17、本技術(shù)提供了一種高球形度微納米銀粉及其制備方法，先用還原性更強的硼氫化鈉制備得到球形度更高的納米銀晶核，再通過分散劑聚乙烯吡咯烷酮與還原劑抗壞血酸的協(xié)同作用制備得到高球形度、粒徑均一的銀粉，然后利用氫氧化鈉與聚乙烯吡咯烷酮的強反應(yīng)性使聚乙烯吡咯烷酮迅速水解，銀離子之間出現(xiàn)假性團聚，并迅速沉降，最后去除上清液得到高球形度微納米銀粉，該銀粉粒徑在50-600nm之間，適用于太陽能光伏正極銀漿及電子漿料領(lǐng)域。

18、其一，本技術(shù)在步驟s1中采用聚乙烯吡咯烷酮、硝酸銀、硼氫化鈉以及抗壞血酸制備底液，不僅使制備的銀粉球形度更高，粒徑更均一，還提升了工藝的穩(wěn)定性，且這種底液可以即配即用，無需提前制備。硼氫化鈉的還原性強于抗壞血酸，先加入硼氫化鈉，硝酸銀可以迅速被硼氫化鈉還原為銀單質(zhì)，使生成的納米銀晶核更圓，由于此時體系中銀濃度較低，在分散劑聚乙烯吡咯烷酮的作用下，銀單質(zhì)以納米級的銀晶核形式均勻穩(wěn)定的分散在溶液中，而抗壞血酸還原性較弱，反應(yīng)速率較低，用于在步驟s3中參與還原反應(yīng)，有利于進一步提升銀粉的球形度。

19、其二，本技術(shù)在步驟s3中將硝酸銀溶液與抗壞血酸溶液同時滴加入底液中的方式是根據(jù)底液的成分設(shè)計的?？箟难徇€原硝酸銀的整個反應(yīng)過程較快，屬于瞬時還原過程，當?shù)滓褐泻芯Ш撕涂箟难釙r，同時滴加硝酸銀溶液和抗壞血酸溶液的過程中，底液中的抗化血酸濃度迅速增大，短時間內(nèi)溶液中還原出大量單質(zhì)銀，銀單質(zhì)依附于晶核表面開始生長，最終使晶核長為球形銀粉；當?shù)滓褐袥]有第二還原劑存在時，同時滴加硝酸銀溶液和抗壞血酸溶液的過程中，底液中的抗壞血酸濃度相對較低，且由于抗壞血酸的還原性相對較弱，雖然大部分硝酸銀被還原成單質(zhì)銀并依附在晶核表面進行生長，但仍有少量硝酸銀被還原成單質(zhì)銀后還未來得及在晶核上生長就直接長成了不規(guī)則片狀銀粉，最終使制備的銀粉為不規(guī)則片狀和類球狀混合形貌，而不是均一的球形形貌。

20、其三，采用其它分散劑（非聚乙烯吡咯烷酮）無法實現(xiàn)本技術(shù)的技術(shù)效果，這是因為，分散劑種類對銀粉形貌影響較大，還原劑的性能和加入方式也對銀粉形貌影響較大，只有采用聚乙烯比咯烷酮作為分散劑，采用抗壞血酸作為還原劑，兩者協(xié)同作用才可以制得本技術(shù)提供的球形度高、表面光滑且結(jié)晶度高的微納米銀粉。

21、其四，本技術(shù)在步驟s4中采用氫氧化鈉調(diào)節(jié)反應(yīng)后的混合溶液的ph值，一方面可以使銀粉形貌維持穩(wěn)定，不在酸性環(huán)境中出現(xiàn)不可逆的形變和團聚；另一方面氫氧化鈉可以迅速使聚乙烯比咯烷酮水解，進而使銀粉出現(xiàn)假性團聚而迅速絮凝并沉降，有利于縮短制備時間，且聚乙烯比咯烷酮水解后，銀粉更容易清洗干凈，表面有機物殘留量低于0.2%。假性團聚可以待銀粉干燥后通過氣磨打開，不會對銀粉的形貌造成影響。

22、綜上所述，本技術(shù)合理設(shè)計技術(shù)方案，充分利用聚乙烯吡咯烷酮、硼氫化鈉、抗壞血酸以及氫氧化鈉的特性，使試劑之間相互配合，實現(xiàn)球形銀粉的制備和粒徑調(diào)控；采用的原材料無毒、無污染，對環(huán)境友好，工藝流程簡短，底液可即配即用，無需提前制備晶核，批次穩(wěn)定性高，已實現(xiàn)公斤級放大生產(chǎn)，在技術(shù)上實現(xiàn)了顯著的進步。

23、上述說明僅是本技術(shù)技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本技術(shù)的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本技術(shù)的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本技術(shù)的具體實施方式。