一種制備分散的亞微米級(jí)蜂窩狀球形鉑粉的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備分散的亞微米級(jí)蜂窩狀球形鉬粉的化學(xué)液相還原鉬前驅(qū)體的工藝方法，該工藝方法制備的鉬粉在電化學(xué)技術(shù)工業(yè)、微電子工業(yè)、催化應(yīng)用領(lǐng)域和生物醫(yī)學(xué)方面有著廣泛的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]亞微米級(jí)蜂窩狀球形鉬粉的催化性質(zhì)和吸附性質(zhì)不僅與它們的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)系，而且與它們的大小、形貌、分散性、以及單個(gè)粒子的結(jié)構(gòu)形態(tài)有關(guān)系。例如亞微米級(jí)蜂窩狀球形鉬粉作為鉬導(dǎo)體漿料和電阻漿料中的主體功能相，其性能對(duì)漿料流動(dòng)性、均勻性、觸變性等將產(chǎn)生重大的影響，同時(shí)又因其形態(tài)呈多孔蜂窩球形，這進(jìn)一步增大了其比表面積，增強(qiáng)了產(chǎn)品的使用作為電子元器件的使用性能，鉬粉主要廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)厚膜漿料的制備，如電阻漿料、鉬漿、銀鉬漿料、金鉬和金鉬鈀漿料等，這些漿料可在電子工業(yè)和傳感器上得到廣泛應(yīng)用，如生產(chǎn)混合式集成電路、電阻器、終端連接器、顯示板、傳感器、檢測(cè)器等。
[0003]傳統(tǒng)制備超細(xì)粒子的方法是將貴金屬離子或其配合物離子通過化學(xué)液相還原反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘匐x子。在這些傳統(tǒng)的還原反應(yīng)中，由于水是一種極性物質(zhì)，還原過程中的鉬粉顆粒的生成過程具有不可控性，極易造成超細(xì)鉬粉的團(tuán)聚、鉬粉顆粒為無定形結(jié)構(gòu)、粒度分布范圍寬、鉬粉合格率低等缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)難以滿足鉬導(dǎo)體漿料和電阻漿料所需具備的高穩(wěn)定性、高可靠性等性能。在本發(fā)明研究中，這些反應(yīng)同樣是在水溶液中實(shí)現(xiàn)，由于鉬本身是面心立方體對(duì)稱結(jié)構(gòu)，它在各向同性的水溶液中自發(fā)形成各向異性的亞微米級(jí)蜂窩狀球形鉬粉，這一點(diǎn)是非常罕見的。通過采用合適的還原劑來降低反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，通過瞬間形核機(jī)制形成鉬納米粒子并控制晶粒長(zhǎng)大，通過選擇合適的分散劑，控制納米晶粒的團(tuán)聚程度，可獲得粒度分布范圍窄且分散的球形鉬粉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種制備分散的亞微米級(jí)蜂窩狀球形鉬粉的工藝方法，解決傳統(tǒng)制備方法中超細(xì)鉬粉生成過程中易發(fā)生硬團(tuán)聚、鉬粉顆粒為無定形結(jié)構(gòu)和粒度分布范圍寬等缺點(diǎn)。本發(fā)明通過選擇合適的分散劑和還原劑能制備出分散的亞微米級(jí)蜂窩狀球形鉬粉，且粒度分布窄、均勻性高。該發(fā)明方法產(chǎn)量高達(dá)95%，不需要添加任何晶種或模版，實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，鉬粉粒度可控性強(qiáng)，制備的鉬粉粒徑范圍可控制在40nm~480nm之間，不需要高溫高壓等苛刻的實(shí)驗(yàn)條件，反應(yīng)周期非常短，適合批量生產(chǎn)。該方法制備的亞微米級(jí)蜂窩狀球形鉬粉具有純度高，顆粒粒徑可控性強(qiáng)，均勻分散性好，比表面積大等特性，應(yīng)用范圍涉及催化、電化學(xué)技術(shù)工業(yè)、微電子工業(yè)及生物醫(yī)學(xué)等新興領(lǐng)域。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
(O分散劑溶液的制備:分散劑為阿拉伯樹膠、聚乙烯吡咯烷酮一醋酸乙烯共聚物(PVP-C0-VA)、十二烷基硫酸鈉(SDS)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、Brij56、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物膠束(Pluronic F127)、聚氧乙烯硬脂酸酯(Bri j700)、4一輕乙酰乙酸內(nèi)酯(Tetronic 1107)中任意一種或幾種組合的水溶液；
(2)還原液的制備:所述的還原劑為抗壞血酸、甲酸、聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)、乙醇中的任意一種或幾種組合；
(3)分散的亞微米級(jí)蜂窩狀球形鉬粉的制備:在攪拌狀態(tài)下，將鉬前驅(qū)體加入步驟(I)中的分散劑溶液中，隨后逐滴加入濃氨水并加熱升溫，伴隨著劇烈攪拌使鉬鹽溶解，然后加入還原劑，加完后繼續(xù)攪拌反應(yīng)30-50min，最后調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的PH值至強(qiáng)酸性，繼續(xù)升溫，并攪拌一段時(shí)間，將反應(yīng)得到的產(chǎn)物過濾、并用水和丙酮分別洗滌兩次、最后真空干燥后得到分散的亞微米級(jí)蜂窩狀球形鉬粉；
步驟(I)中，所述的分散劑占鉬的百分比為10~30%。
[0006]步驟(2)中，所述的還原液中的還原劑的濃度為10~50g/L。
[0007]步驟(3)中，所述的鉬鹽中鉬的濃度為10~60g/L。
[0008]步驟(3)中，所述的濃氨水的滴加速度為l~10mL/min。
[0009]步驟(3)中，所述的PH值應(yīng)調(diào)節(jié)為1~4。
[0010]步驟(3)中，所述的溫度應(yīng)調(diào)節(jié)為60~90°C。
[0011]由于采用的以上技術(shù)方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
(O在本發(fā)明中，由于選用了合適的分散劑組合、還原劑組合，在常溫、常壓下進(jìn)行攪拌反應(yīng)，制得的鉬粉的粒徑為亞微米級(jí)，鉬粉的形貌為蜂窩狀球形，無團(tuán)聚，鉬粉的產(chǎn)率達(dá)到95%以上；反應(yīng)結(jié)束后，鉬粉的沉淀迅速，有利于鉬粉的分離。
[0012](2)本發(fā)明的方法成本低，在常溫常壓下用簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)器材就能完成，且能耗低，產(chǎn)品的純度高，產(chǎn)率高，鉬粉分散性好，均勻度高，球形度好、比表面積大，在催化、電化學(xué)電極材料應(yīng)用方面具有較高活性。且鉬粉的粒度尺寸可以通過調(diào)節(jié)分散劑、還原劑的濃度來控制。
[0013](3)本發(fā)明制備的分散的亞微米級(jí)蜂窩狀球形鉬粉具有較高的球形度，在微電子工業(yè)應(yīng)用方面適用于電子導(dǎo)體漿料和電阻漿料的配制，使?jié){料具有較好的流動(dòng)性和觸變性，方便進(jìn)行絲網(wǎng)印刷。
[0014]總之，本發(fā)明方法通用且成本低廉。本發(fā)明的制備分散的亞微米級(jí)蜂窩狀球形鉬粉的方法，應(yīng)用后可制得分散性良好，顆粒尺寸分布范圍窄，粒度范圍為亞微米級(jí)(40nm~480nm之間粒度可控)的鉬粉，其型貌為均勻的蜂窩狀球形結(jié)構(gòu)，其比表面積大大提聞。
【附圖說明】
[0015]圖1為是實(shí)施例1制備的分散的亞微米級(jí)蜂窩狀球形鉬粉的掃描電鏡圖。
[0016]圖2為實(shí)施例1制備的分散的亞微米級(jí)蜂窩狀球形鉬粉透射電鏡。
[0017]圖3為實(shí)施例1制備的分散的亞微米級(jí)蜂窩狀球形鉬粉掃描透射照片。
[0018]圖4是實(shí)施例2制備的鉬粉的掃描電鏡圖。
[0019]圖5是實(shí)施例4制備的鉬粉的20nm透射電鏡圖片。
[0020]圖6是實(shí)施例4制備的鉬粉的50nm透射電鏡圖片。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面通過附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但并不意味著對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0022]實(shí)施例1
(O分散劑溶液的制備:配置300ml溶解有1.56g阿拉伯樹膠的水溶液作為分散劑；(2)分散