一種銅銀合金納米片及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納米金屬材料的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種銅銀合金納米片及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雙金屬復(fù)合納米材料具有比某單組分更優(yōu)異的物理化學(xué)性能，因此備受各研究學(xué)者的關(guān)注。銅銀雙金屬復(fù)合粉體既可以解決銀的電迀移問題，降低銀粉的成本，又能夠提高銅顆粒的導(dǎo)電性能和抗氧化性能。因此銅銀復(fù)合粉在導(dǎo)電漿料、催化劑、抗菌材料等領(lǐng)域均可部分替代銀粉，具有較為廣闊的應(yīng)用前景。目前有關(guān)銅銀復(fù)合材料的制備，日、德、美、韓等國在產(chǎn)品種類和質(zhì)量上較國內(nèi)都有很大優(yōu)勢。已報道的相關(guān)制備方法主要有:機械球磨法、熔融霧化法和化學(xué)鍍法。機械球磨法是將大尺寸的銅粉和小尺寸的銀粉按照一定比例混合后，在球磨機中研磨，使得銀顆粒能夠在銅粉表面延展開來從而實現(xiàn)對銅粉的包覆。熔融霧化法是利用噴霧的方法使銅、銀的熔融液顆?；?，利用偏析現(xiàn)象制得雙金屬復(fù)合粉體。該方法制得的粉末總體含銀量較少但大都聚集在顆粒表面，銀含量從表面向微粒內(nèi)部逐步降低，而相反銅含量則逐漸增高。以上兩種方法制得的銅銀雙金屬材料的導(dǎo)電性均較好，但耗銀量較大、制備工藝稍顯復(fù)雜、綜合成本較高。
[0003]化學(xué)鍍法是制備雙金屬納米材料最為常用的方法之一，通過置換反應(yīng)，用銀取代銅顆粒表面的銅，從而得到雙金屬的鍍銀銅粉，具有工藝簡單、制備成本較低等優(yōu)點。但該法首先要對銅粉進行表面清潔、活化、敏化等預(yù)處理，且預(yù)處理過程中銅較易被氧化。通常還采用引入還原劑的方法來促進銀離子的還原，以獲得具有一定厚度、均勻致密的銀包覆層，但加入還原劑容易導(dǎo)致銀的均相成核，不易控制，且鍍銀液的穩(wěn)定性較差，降低了銀的使用效率和包覆效果。相關(guān)技術(shù)中公開了一種采用稀土改性的化學(xué)鍍銀銅粉的制備方法，該法銅粉施鍍前采用清潔、活化、敏化及超聲波輔助的方法，工藝比較復(fù)雜，成本較高。相關(guān)技術(shù)中公開了一種導(dǎo)電復(fù)合銅粉的制備方法，該方法通過引入還原劑將銀離子還原為銀單質(zhì)并沉積在銅粉表面形成包覆結(jié)構(gòu)，采用的甲醛、水合肼等強還原劑使反應(yīng)速度快，不易于減少銀的自發(fā)成核生長，降低了銀的使用效率。
[0004]目前，尚沒有一種制備工藝簡單、成本低且可以應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)的關(guān)于制備銅銀合金納米材料的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點和不足，一方面提供一種銅銀合金納米材料的制備方法。該制備方法工藝簡單、成本低廉、環(huán)境友好且可以應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。
[0007]—種銅銀合金納米片的制備方法，包括如下步驟:將銅源加入溶劑A中，加入保護劑，攪拌均勻后加熱至50?160°C，得到溶液a;將銀源加入溶劑B中，室溫下超聲得到溶液b;將溶液b加入溶液a中，繼續(xù)攪拌5min?5h后冷卻至室溫，離心，取沉淀，洗滌后真空干燥，得到銅銀合金材料;所述銅源、銀源與保護劑的摩爾比為1:0.1?10:1?20。
[0008]其中，所述銅源為50?500nm球形銅顆粒中的一種。
[0009]本發(fā)明中室溫是指18?22°C。
[0010]其中，所述溶劑A為水、乙醇、乙二醇、一縮二乙二醇、二縮二乙二醇、一縮二丙二醇和丙三醇中的一種或至少兩種混合物；
[0011]以mol/L計，所述銅源與所述溶劑A的摩爾/體積比為1:1?50。
[0012]需要說明的是:本發(fā)明中的摩爾/體積比，是以mol/L計，即前一物質(zhì)的單位為mol，后一物質(zhì)的單位為L。
[0013]其中，所述保護劑為聚乙烯吡咯烷酮、明膠、十六烷基三甲基溴化銨、聚乙二醇、聚乙烯醇、阿拉伯膠和十二烷基苯磺酸鈉中的一種或至少兩種的混合物。
[0014]其中，所述溶劑B為水、乙醇、乙二醇、一縮二乙二醇、二縮二乙二醇、一縮二丙二醇和丙三醇中的一種或至少兩種的混合物；
[0015]以mol/L計，所述銀源與所述溶劑B的摩爾/體積比為1:1?50。
[0016]其中，所述離心的條件為于3000?8000r/min,離心洗滌至少4次。
[0017]其中，所述洗滌的溶劑為去離子水、無水乙醇和丙酮中的一種或至少兩種的混合物。
[0018]其中，所述真空干燥的條件為在真空度小于0.0lMPa、室溫干燥6?12h。
[0019]本發(fā)明另一方面提供一種采用上述制備方法制備的銅銀合金納米片，采用該制備方法生成合金納米片的分散性好，單分散度高，且具有一定程度的抗氧化能力，可應(yīng)用于大規(guī)模化生產(chǎn)。
[0020]一種銅銀合金納米片，采用上述制備方法制備而成。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點與有益效果:本發(fā)明以水、乙醇或多元醇為溶劑，球形銅顆粒作為銅源，廉價易得的保護劑，反應(yīng)條件綠色溫和，生成合金納米片的分散性好，單分散度高，且具有一定程度的抗氧化能力，可應(yīng)用于大規(guī)?；a(chǎn)。
【附圖說明】
[0022]圖1為實施例1制備的銅銀合金納米片的X-射線衍射(XRD)譜圖。
[0023]圖2為實施例1制備的銅銀合金納米片的場發(fā)射掃描電子顯微鏡圖(SEM，X20000)。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0025]實施例1
[0026]將10nm球形銅顆粒0.24g加入50ml乙二醇中，加入1.95g聚乙二醇-2000，攪拌均勻后加熱至100°c，得到溶液a;將0.1Ig硝酸銀加入1ml乙醇中，室溫下超聲得到溶液b;將溶液b加入溶液a中，繼續(xù)攪拌120min后冷卻至室溫，8000r/min去離子水離心洗滌4次，取沉淀在真空度小于0.0lMPa的條件下室溫干燥6h，得到銅銀合金材料。
[0027]取上述得到的納米材料，采用X-射線衍射儀(XRD)對其進行物相圖譜分析，采用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)觀察顆粒的形貌，結(jié)果如圖1和圖2所示。從圖1中可以看到金屬銅和銀的特征峰，其中沒有任何氧化亞銅或氧化銅等氧化物的特征峰;從圖2中可以看出該銅銀合金材料為橢圓形納米片，尺寸為800 X 500 X 700nm，顆粒粒徑均一，分散性好，無團聚現(xiàn)象。
[0028]實施例2
[0029]將400nm球形銅顆粒0.67g加入10ml丙三醇中，加入5.45g聚乙烯吡咯烷酮，攪拌均勻后加熱至120°C，得到溶液a