CN101318225A - 一种金属多孔类球形银粉的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属多孔类球形银粉的制备方法，该方法将一定浓度的硝酸银溶液加入搅拌器中，加热搅拌器到所要控制温度时，开动搅拌器，向硝酸银溶液中加入表面活性剂明胶，然后一次快速加入浓度为85％的还原剂水合联氨N₂H₄·H₂O，即有银微粒子产生，并形成纳米银颗粒，在银颗粒表面张力的作用下，纳米银颗粒聚集成多孔银粉，迅速从溶液中沉降，待反应完毕，经固液分离、洗涤和干燥处理后，形成多孔类球形银粉。本发明工艺简单，生产银粉的效率高，制备出的金属多孔类球形银粉的粉末粒度为10μm～100μm，比表面积为10m²/g～25m²/g，银粉纯度≥99.5％，松装密度为1.0～1.5g/cm³。

Description

一种金属多孔类球形银粉的制备方法

技术领域

本发明涉及一种贵金属材料的制备方法，具体涉及一种金属多孔类球形银粉的制备方法。

背景技术

纳米银粉因其特殊的结构而具有不同于传统材料的物理、化学性质，是基础理论研究的重要材料之一。纳米银粉具有很高的表面活性，而被广泛用于催化剂、大功率动力电池、超低温制冷机稀释剂、分子电子学等方面。已成为电气和电子工业中应用最为广泛的一种贵金属材料。

超细微粒和超细粉末是随着粉末冶金以及高科技的发展而产生的，已在化工、医药电子技术等各个领域得到迅速发展.研究和应用也日益活跃。超细银粉的制备方法有多种，一般可分为化学方法和物理方法两类。化学方法中常用的有气相反应法、热分解法、化学还原法、醇盐水解法、溶胶-凝胶法、溶剂蒸发法和电解法等；物理方法中常用的有超声波粉碎法、雾化法、蒸发一凝聚法。上述各种方法都具有各自的特点和应用范围，但较为理想的是能够控制粒度、纯度和生产效率高的方法。

化学沉淀法是制备银粉的最重要的方法，现在电子工业上所用银粉大多用此法来获得。该法就是用还原剂把一种或几种金属从他们的盐或配合物水溶液中以粉末的形式沉积出来。决定化学还原法制备超细银粉的主要因素有溶液浓度、PH值，反应温度，还原剂(金属溶液)加入速率、搅拌形式与速率等；此外还要从原料到每工艺环节.如从化学动力学角度出发控制晶核的生长速率和长大速率，从流体动力学角度根据对流、传热、传质来控制银粉的形态等。

化学还原法中还原剂的选取是该工艺中的重要环节，按化学热力学分析，能够从溶液中直接还原出银的还原剂种类很多，但要制备纳米银粉，就必须选取合适的还原剂，并研究相应的工艺。目前，已报道的用于制备银粉的还原剂有：抗坏血酸、甲醛、甲酸、过氧化氢、硼氢化钠、葡萄糖等。还原过程为整个工艺的关键步骤，要从银溶液中还原出纳米银粉，其粒度、形貌、化学成份符合要求。一般情况下，在银溶液中加入一种还原剂时，银离子首先被还原出银晶核，后被还原出来的银则可能在晶核表面结晶成晶体，生长成大颗粒。要获得粒度和表面积达到要求的银粉，只有在成核速度远远大于晶体长大速度时才能实现，因此，制备银粉的技术关键：一是尽量提高银粉的成核速度，使更多的银离子同时成核；二是设法阻止银晶体的长大。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种能够有效控制银粉粒度和纯度，并且生产效率高的的金属多孔类球形银粉的制备方法，以制备出粉末粒度为10μm～100μm，比表面积为10m²/g～25m²/g，银粉纯度≥99.5％的金属多孔类球形银粉。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种金属多孔类球形银粉的制备方法，其特征在于：将浓度为10％～30％的硝酸银溶液加入玻璃或搪瓷搅拌器中，加热搅拌器到所要控制温度40℃～80℃时，开动搅拌器，向所述硝酸银溶液中加入表面活性剂明胶，所述明胶的加入量按硝酸银溶液中含银量的0.1％～0.3％计算，然后一次加入浓度为85％的还原剂水合联氨N₂H₄·H₂O，其加入量为按重量百分比Ag∶N₂H₄·H₂O＝1∶0.8～1.5，即有银微粒子产生，并形成纳米银颗粒，在银颗粒表面张力的作用下，纳米银颗粒聚集成多孔银粉，待反应完毕，多孔银粉迅速从溶液中沉降，溶液澄清，采用倾析的方法使固液分离，多孔银粉经洗涤和干燥处理后，形成多孔类球形银粉，其粉末粒度：10μm～100μm，比表面积：10m²/g～25m²/g，银粉纯度≥99.5％，松装密度：1.0～1.5g/cm³。

采用化学沉淀法还原成球形超细银粉粉末，因球形超细银粉粉末表面电荷大，易发生静电吸附，造成金属粉团聚，因此，要解决分散性问题，还原过程中需通过添加表面活性剂来控制粉体生长，形成分散良好的球形粉末。

本发明制备的银粉，其粉末粒度为10μm～100μm，比表面积可以达到10m²/g～25m²/g。一般情况下，粒度越细，比表面积越大。按GB/T1774-1995超细银粉的标准，平均粒径0.5～1μm时，银粉的比表面积＜1.2m²/g。因此，10～100μm粒度范围的银粉比表面积不可能达到10m²/g～25m²/g。可以说，常规银粉无法达到指标要求，该银粉只有呈多孔体形状时，才能达到比表面积的要求。本发明采用的工艺技术路线，即采用化学还原沉积的工艺，制备出粒径10～20纳米银粉，再将若干个纳米银颗粒聚集成多孔球团，形成多孔球体状态银粉。

本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明工艺简单，生产银粉的效率高，制备出的金属多孔类球形银粉的粉末粒度为10μm～100μm，比表面积为10m²/g～25m²/g，银粉纯度≥99.5％，松装密度为1.0～1.5g/cm³，该银粉可以满足大尺寸、高比表面积的特殊用途的需求，具有高的纯度、高的活性，特别是能适合用作电池电极材料，可提高正极的利用率和终止电位。

具体实施方式

实施例1

采用浓度10％的硝酸银溶液2000mL，在搅拌情况下，加温到40℃时，加入明胶溶液，所述明胶的加入量按硝酸银溶液中含银量的0.1％计算，在搅拌的情况下，加入16mL浓度85％的水合联氨N₂H₄·H₂O，有银微粒子产生，并形成纳米颗粒，在银颗粒表面张力的作用下，若干纳米银颗粒聚集成多孔球团体，迅速从溶液中沉降，待反应完毕，经固液分离、洗涤、干燥等一系列处理后，获得粉末粒度：30μm～40μm，比表面积：20m²/g的球形多孔银粉，银粉纯度≥99.5％。

实施例2

采用浓度15％的硝酸银溶液2000mL，在搅拌情况下，加温到50℃时，加入明胶溶液，所述明胶的加入量按硝酸银溶液中含银量的0.15％计算，在搅拌的情况下，加入30mL浓度85％的水合联氨N₂H₄·H₂O，有银微粒子产生，并形成纳米颗粒，在银颗粒表面张力的作用下，若干纳米银颗粒聚集成多孔球团体，迅速从溶液中沉降，待反应完毕，经固液分离、洗涤、干燥等一系列处理后，获得粉末粒度：40μm～50μm，比表面积：16m²/g的球形多孔银粉，银粉纯度≥99.5％。

实施例3

采用浓度20％的硝酸银溶液2000mL，在搅拌情况下，加温到60℃时，加入明胶溶液，所述明胶的加入量按硝酸银溶液中含银量的0.2％计算，在搅拌的情况下，加入50mL浓度85％的水合联氨N₂H₄·H₂O，有银微粒子产生，并形成纳米颗粒，在银颗粒表面张力的作用下，若干纳米银颗粒聚集成多孔球团体，迅速从溶液中沉降，待反应完毕，经固液分离、洗涤、干燥等一系列处理后，获得粉末粒度：40μm～50μm，比表面积：15m²/g的球形多孔银粉，银粉纯度≥99.5％。

实施例4

采用浓度30％的硝酸银溶液2000mL，在搅拌情况下，加温到70℃时，加入明胶溶液，所述明胶的加入量按硝酸银溶液中含银量的0.3％计算，在搅拌的情况下，加入90mL浓度85％的水合联氨N₂H₄·H₂O，有银微粒子产生，并形成纳米颗粒，在银颗粒表面张力的作用下，若干纳米银颗粒聚集成多孔球团体，迅速从溶液中沉降，待反应完毕，经固液分离、洗涤、干燥等一系列处理后，获得粉末粒度：50μm～60μm，比表面积：14m²/g的球形多孔银粉，银粉纯度≥99.5％。

实施例5

采用浓度30％的硝酸银溶液2000mL，在搅拌情况下，加温到80℃时，加入明胶溶液，所述明胶的加入量按硝酸银溶液中含银量的0.2％计算，在搅拌的情况下，加入90mL浓度85％的水合联氨N₂H₄·H₂O，有银微粒子产生，并形成纳米颗粒，在银颗粒表面张力的作用下，若干纳米银颗粒聚集成多孔球团体，迅速从溶液中沉降，待反应完毕，经固液分离、洗涤、干燥等一系列处理后，获得粉末粒度：60μm～80μm，比表面积：10m²/g的球形多孔银粉，银粉纯度≥99.5％。

Claims (1)

1、一种金属多孔类球形银粉的制备方法，其特征在于：将浓度为10％～30％的硝酸银溶液加入玻璃或搪瓷搅拌器中，加热搅拌器到所要控制温度40℃～80℃时，开动搅拌器，向所述硝酸银溶液中加入表面活性剂明胶，所述明胶的加入量按硝酸银溶液中含银量的0.1％～0.3％计算，然后一次加入浓度为85％的还原剂水合联氨N₂H₄·H₂O，其加入量为按重量百分比Ag∶N₂H₄·H₂O＝1∶0.8～1.5，即有银微粒子产生，并形成纳米银颗粒，在银颗粒表面张力的作用下，纳米银颗粒聚集成多孔银粉，待反应完毕，多孔银粉迅速从溶液中沉降，溶液澄清，采用倾析的方法使固液分离，多孔银粉经洗涤和干燥处理后，形成多孔类球形银粉，其粉末粒度：10μm～100μm，比表面积：10m²/g～25m²/g，银粉纯度≥99.5％，松装密度：1.0～1.5g/cm³。