本發(fā)明涉及一種Ag包裹鎳渣導(dǎo)電粉體的制備方法,屬于能源工業(yè)的材料制備技術(shù)領(lǐng)域及固體廢棄物再利用領(lǐng)域。
背景技術(shù):
金,銀,銅, 鋁是常見的導(dǎo)電金屬,其中金和銀的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,導(dǎo)電能力良好,但由于金銀的價格太過昂貴,在使用范圍上受到限制。將銀包裹到無機粉體上制成復(fù)合材料,可大幅減少銀的用量。
另外,鎳渣是在金屬鎳冶煉過程中所形成的高溫熔融物再經(jīng)水淬后形成的?;癄t渣。隨著我國鎳產(chǎn)量的逐年增加,鎳渣的排放量也急劇增加,僅福建地區(qū)廢棄鎳渣的排放量就達1000萬噸以上。加之目前我國的鎳渣利用率較低,大部分堆積在渣場,對周邊環(huán)境造成了嚴重的水污染、土壤污染等。因此,廢棄鎳渣的有效處置和利用將成為一個亟待解決的環(huán)保問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了解決上述問題,本發(fā)明提供了一種Ag包裹鎳渣導(dǎo)電粉體的制備方法,本發(fā)明以工業(yè)廢棄物鎳渣為載體,銀鹽為前驅(qū)體,加入油酸形成均勻的油酸鹽包裹體,然后在保護氣氛中于550℃~650℃熱分解得到Ag包裹鎳渣導(dǎo)電粉體。本發(fā)明得到的銀顆粒尺寸小于100nm,在鎳渣載體上分散均勻,形成網(wǎng)絡(luò),具有良好的導(dǎo)電性能。本發(fā)明制備過程無需還原劑,綠色環(huán)保,原料方便易得,操作簡便,達到產(chǎn)業(yè)化的要求。
本發(fā)明方法具體包括以下步驟:
(1)將鎳渣粉體在溶劑中超聲0.5~1h,得到均勻溶液;
(2)將銀鹽(硝酸銀、鹵化銀的一種或者幾種)溶解于溶劑中,加入鎳渣溶液并超聲混合均勻,然后攪拌1h~4h,得到溶液A;
(3)將一定量的油酸類物質(zhì)(油酸鉀、油酸、油酸鈣和油酸鈉中的一種或者幾種)與溶劑超聲溶解,得到溶液B,油酸類物質(zhì)與銀鹽的摩爾比為1:1~10:1。
(4)將溶液B加入到溶液A當中,然后攪拌1h~4h后,加入與銀鹽摩爾比為1:1~50:1的去離子水,得到溶液C。
(5)將溶液C攪拌0h~2h后,抽濾并用去離子水洗滌數(shù)遍后,放入干燥箱內(nèi)干燥1~12h,得到固體D。
(6)將固體D放入剛玉陶瓷舟內(nèi),轉(zhuǎn)移到管式爐內(nèi),通入保護氣體(氬氣、氫氣、氮氣的一種或者幾種),然后以2℃/min的升溫速率升溫到550℃~650℃,保溫0.5h~2h,冷卻后得到產(chǎn)物Ag/鎳渣。
本發(fā)明中,步驟(1)中所述的鎳渣粉體為鎳合金廠提供的微米級鎳渣粉體。
本發(fā)明中溶劑為水、無水乙醇、乙二醇、氨水的一種或幾種。
產(chǎn)物Ag/鎳渣中,Ag的質(zhì)量分數(shù)為1-10%。
本發(fā)明的顯著優(yōu)點如下:
本發(fā)明中以工業(yè)廢棄物鎳渣為載體,可實現(xiàn)固體廢棄物的再利用;其次,獲得的銀顆粒尺寸小于100nm,在鎳渣載體上分散均勻,形成網(wǎng)絡(luò),具有良好的導(dǎo)電性能,可大幅減少銀的用量。另外,本發(fā)明制備過程無需還原劑,綠色環(huán)保,原料方便易得,操作簡便,達到產(chǎn)業(yè)化的要求。
附圖說明
圖1是實施例1制備的Ag/鎳渣導(dǎo)電粉體的SEM圖。
具體實施方式
下面通過實施例對本發(fā)明進一步說明。
實施例1
(1)將鎳渣粉體在水中超聲0.5h,得到均勻溶液;
(2)將硝酸銀溶解于水中并加入準備好的鎳渣溶液中超聲混合均勻,然后攪拌2h,得到溶液A.
(3)將油酸與乙二醇超聲溶解,得到溶液B,油酸與硝酸銀的摩爾比為1:1。
(4)將溶液B加入到溶液A當中,然后攪拌1h后,加入與硝酸銀摩爾比為1:1的去離子水,得到溶液C。
(5)將溶液C攪拌2h后,抽濾并用去離子水洗滌數(shù)遍后,放入干燥箱內(nèi)干燥2h,得到固體D。
(6)將固體D放入剛玉陶瓷舟內(nèi),轉(zhuǎn)移到管式爐內(nèi),通入氬氣,然后以2℃/min的升溫速率升溫到550℃,保溫2h,冷卻至室溫后,得到目標產(chǎn)物。
產(chǎn)物Ag/鎳渣中,Ag的質(zhì)量分數(shù)為1%。
圖1是制備的Ag/鎳渣導(dǎo)電粉體的SEM圖。由圖可知,生成產(chǎn)物為均勻分散的納米級金屬銀,粒徑小于100nm,在鎳渣表面已形成網(wǎng)絡(luò)。
實施例2
(1)將鎳渣粉體在水中超聲1h,得到均勻溶液;
(2)將硝酸銀溶解于水中并加入鎳渣溶液中超聲混合均勻,然后攪拌4h,得到溶液A.
(3)將油酸鉀與乙醇混合超聲溶解,得到溶液B,油酸鉀與硝酸銀的摩爾比為10:1。
(4)將溶液B加入到溶液A當中,然后攪拌4h后,加入與硝酸銀摩爾比為50:1的去離子水,得到溶液C。
(5)將溶液C攪拌2h后,抽濾并用去離子水洗滌數(shù)遍后,放入干燥箱內(nèi)干燥12h,得到固體D。
(6)將固體D放入剛玉陶瓷舟內(nèi),轉(zhuǎn)移到管式爐內(nèi),通入氮氣,然后以2℃/min的升溫速率升溫到650℃,保溫2h,冷卻至室溫后,得到目標產(chǎn)物。
產(chǎn)物Ag/鎳渣中,Ag的質(zhì)量分數(shù)為10%。
實施例3
(1)將鎳渣粉體在氨水中超聲0.8h,得到均勻溶液;
(2)將硝酸銀溶解于水中并加入鎳渣溶液中超聲混合均勻,然后攪拌2h,得到溶液A.
(3)將油酸類物質(zhì)與乙醇混合超聲溶解,得到溶液B,油酸類物質(zhì)與硝酸銀的摩爾比為5:1,油酸類物質(zhì)為油酸鉀和油酸鈣按摩爾比1:1混合。
(4)將溶液B加入到溶液A當中,然后攪拌2h后,加入與硝酸銀摩爾比為25:1的去離子水,得到溶液C。
(5)將溶液C攪拌1h后,抽濾并用去離子水洗滌數(shù)遍后,放入干燥箱內(nèi)干燥6h,得到固體D。
(6)將固體D放入剛玉陶瓷舟內(nèi),轉(zhuǎn)移到管式爐內(nèi),通入氮氣,然后以2℃/min的升溫速率升溫到600℃,保溫1h,冷卻至室溫后,得到目標產(chǎn)物。
產(chǎn)物Ag/鎳渣中,Ag的質(zhì)量分數(shù)為5%。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例,凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾,皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。