CN102528075A - 以硝酸银直接热分解制备超细银粉的方法 - Google Patents

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Abstract

以硝酸银直接热分解制备超细银粉的方法。以硝酸银直接热分解制备超细银粉的方法。将盛有硝酸银固体的坩埚放入管式炉中，以5-50℃/min的加热速度加热至400-550℃，并通入相对湿度为80-100％的空气，空气流量为200-800ml/min，煅烧2-8h后，停止加热和通气，冷却至室温可在坩埚中收集固体产物，即得到平均粒度为0.5-2um超细银粉。采用该方法无需还原剂，无需助剂。该工艺简单、成本低，所得银粉形貌为类球形颗粒，产品纯度高，结晶高，具有较高的振实密度，适合导电浆料行业使用。

Description

以硝酸银直接热分解制备超细银粉的方法
技术领域
本发明涉及一种超细银粉的制备方法，具体涉及以硝酸银直接热分解制备超细银粉的方法，属于金属粉末制备技术领域。
背景技术
银粉由于具有极佳的导电导热性、且抗氧化锌强，因此被广泛用于电子工业。银粉作为厚膜电子浆料的基础材料，其制备技术一直是研究热点，特别是太阳能产业的兴起，使得各相关领域对银粉消费量急剧增加，但对银粉的性能也提出了更高的要求，如球形或类球形形貌、单分散、高振实密度等。
银粉的制备工艺较多，主要有雾化法、喷雾热解法、电解法、液相还原法等。如发明名称为“一种高压水雾化银粉的制造方法”(中国专利申请号为96105437.9)，提供了一种雾化法制备银粉的方法：采用水或气体作为雾化介质，对其加压后冲击熔融的纯银液流，使其雾化成银粉。雾化法所得银粉形貌为不规则球形、粒度较粗，通常为40um左右，因此难以满足导电浆料的要求。发明名称为：“一种球形银粉的制备方法”(中国专利申请号为201110076231.7)，提供了一种喷雾热解法制备银粉的方法：将可溶性银盐溶液雾化后，在高温可控气氛条件下进行热分解反应，即可得到银粉产品。该工艺较为简单、所得银粉形貌为规则球形、但产品粒度较粗、且设备造价较为昂贵，产业化难度较大。电解法通常以粗银或纯银板为阳极，钛板为阴极，HNO3+AgNO3体系为电解液，控制一定的电解制度，可在阴极上得到银粉产品。电解法银粉粒度为10-20um，形貌呈树枝状，主要被广泛用于电工合金的生产。液相还原法过程简单、易于控制粉末形貌与粒度，研究和应用较为广泛。在液相还原法制备银粉中，一般通过改变含银前驱体、还原剂及分散剂种类，以及调节浓度、温度、搅拌流形与强度等反应条件，实现对粉末形貌与粒度的控制。其实质在于控制体系的过饱和度与银微粒间的作用力，调节银粉颗粒的形核、生长与团聚行为。在高过饱和度下形成的银粉，团聚严重、单分散性差、结晶度低、振实密度小，难以满足制备晶体硅太阳能电池正银浆料的要求。通常硝酸银直接热解的热解温度较高，导致银粉易烧结，形成块状或片状，从而得不到银粉。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种用直接热分解制备超细银粉的方法。
本发明一种用直接热分解制备超细银粉的方法，是采用下述方案实现的：
将盛有硝酸银固体的坩埚放入管式炉中，以5-50℃/min的加热速度加热至400-550℃，并通入相对湿度为80-100％的空气，空气流量为200-800ml/min，煅烧2-8h后，停止加热和通气，冷却至室温，在坩埚中收集固体产物，即得到超细银粉；分解废气经吸收后，副产硝酸。
本发明方法制备的超细银粉外观形貌为类球形颗粒，平均粒径为0.5-2um，产品纯度高，结晶高。
本发明由于采用上述工艺方法，在有水蒸气存在的情况下，可有效避免硝酸银热分解所得银粉的烧结，从而得到平均粒径为0.5-2um的超细银粉。
与现有技术相比较，本发明方法的优点在于：
(1)工艺简单、流程短，无需液相生产方法中液固分离、干燥等工序。
(2)无特殊设备要求、工艺装备简单，投资小、成本低。
(3)生产过程中无废水、废气、废渣排放，环境友好；
(4)生产过程中，除可得到银粉产品外，还可得到硝酸溶液，资源综合利用率高。
(5)产品品质好，具体体现为：热分解所得银粉结晶度高、振实密度大；另外，由于流程短，避免了生产过程中杂质的引入，因而纯度较高。
附图说明
附图1为本发明实施例1制备的银粉X衍射分析结果。
附图2为本发明实施例1制备的银粉的扫描电镜照片(10000X)。
附图3为本发明实施例2制备的银粉的扫描电镜照片(10000X)。
从附图1可以看出，除银的特征峰外，并无其他杂相，且样品的特征峰窄而尖锐，表明所得银粉结晶度较高。
由附图2可知，实施例1制备的银粉形貌为类球形颗粒，平均粒度为1.5um左右。
由附图3可知，实施例2制备的银粉形貌为类球形颗粒，平均粒度为0.8um左右。
具体实施方式
实施例1：
将盛有40g硝酸银固体的坩埚放入管式炉中，以5℃/min的加热速度加热至440℃，并通入相对湿度为80-85％的空气，空气流量为400-500ml/min，煅烧6h后，停止加热和通气，冷却至室温，在坩埚中收集固体产物，即得到超细银粉产品。所得银粉的X衍射分析图谱如图1所示，从图上可以看出，除银的特征峰外，并无其他杂相，且样品的特征峰窄而尖锐，表明所得银粉结晶度较高。所得银粉的扫描电镜照片如图2所示，由图可知，所得银粉形貌为类球形颗粒，平均粒度为1.5um左右。
实施例2：
将盛有40g硝酸银固体的坩埚放入管式炉中，以20℃/min的加热速度加热至520℃，并通入相对湿度为85-90％的空气，空气流量为600-800ml/min，煅烧4h后，停止加热和通气，冷却至室温，在坩埚中收集固体产物，即得到超细银粉产品得银粉的扫描电镜照片如图3所示，由图可知，所得银粉形貌为类球形颗粒，平均粒度为0.8um左右。
实施例3：
将盛有40g硝酸银固体的坩埚放入管式炉中，以35℃/min的加热速度加热至400℃，并通入相对湿度为80-85％的空气，空气流量为200-300ml/min，煅烧8h后，停止加热和通气，冷却至室温，在坩埚中收集固体产物，即得到超细银粉产品。所得银粉形貌为类球形颗粒，银粉粒度为1.2um。
实施例4：
将盛有40g硝酸银固体的坩埚放入管式炉中，以50℃/min的加热速度加热至550℃，并通入相对湿度为95-95％的空气，空气流量为350-450ml/min，煅烧2h后，停止加热和通气，冷却至室温，在坩埚中收集固体产物，即得到超细银粉产品，所得银粉形貌为类球形颗粒，银粉粒度为1um。

Claims (3)

1.一种以硝酸银直接热分解制备超细银粉的方法，特征在于：将盛有硝酸银固体的坩埚放入管式炉中，以5-50℃/min的加热速度加热至400-550℃，并通入相对湿度为80-100％的空气，空气流量为200-800ml/min，煅烧2-8h后，停止加热和通气，冷却至室温可在坩埚中收集固体产物，即得到超细银粉。
2.根据权利要求1所述的一种以硝酸银直接热分解制备超细银粉的方法，特征在于：分解废气经吸收后，副产硝酸。
3.根据权利要求1所述的一种以硝酸银直接热分解制备超细银粉的方法，特征在于：所述超细银粉形貌为类球形颗粒，粒度0.5-2um。
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