CN104209529A - 一种基于微通道混合反应系统的连续制备超细银粉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属超细粉体材料的制备领域，具体涉及一种基于微通道混合反应系统的连续制备超细银粉的方法。本发明将含有可溶性银盐及硝酸的氧化液与含有抗坏血酸或抗坏血酸钠的还原液，分别通过驱动装置连续不断地输送到微通道混合反应系统中，在微通道混合反应系统中的作为反应物质的混合单元的Y型三通或T型三通中进行混合，混合液经在微通道混合反应系统中的反应微通道中进行反应后流出反应微通道，将得到的反应产物进行静置，经洗涤沉淀产物，抽滤、干燥后可得到不同形貌、尺寸的超细银粉。本发明可通过调节氧化液与还原液的成分、摩尔浓度、温度等参数实现对产物超细银粉颗粒的结晶形貌及尺寸的控制。

Description

一种基于微通道混合反应系统的连续制备超细银粉的方法

技术领域

本发明属于金属超细粉体材料的制备领域，具体涉及一种基于微通道混合反应系统的连续制备超细银粉的方法。

背景技术

金属超细银粉体材料因其优良的电学性能而广泛应用于太阳能电池、薄膜开关、半导体芯片等的电极材料及导电胶、导电油墨、电磁屏蔽涂料中的导电填料。传统的金属超细银粉的制备方法有热分解法、雾化法、电化学法及化学还原法。目前多采用搅拌混合化学还原制备法，主要以烧杯等玻璃容器或反应釜等为反应容器，采用电磁或机械搅拌状态下将氧化还原溶液快速混合或控速滴加的方式分批次制备。如公开号为CN1387968A的中国专利公开了一种超细球形银粉的制备方法，该方法以烧杯为反应容器，以硝酸银溶液为反应底液，在搅拌状态下将还原剂混合溶液快速加入到硝酸银溶液中，可制备出0.3～3微米不同粒径的球形银粉。公开号为CN1785558A的中国专利公开了一种导电银浆用微米级球形银粉的制备方法，该方法以四口圆底烧瓶为反应容器，以抗坏血酸混合溶液为反应底液，采用控速滴加的方法将pH值调节剂及硝酸银溶液滴加到还原剂溶液中，制备出0.1～3微米内不同粒径的球形银粉。公开号为CN101460271A的中国专利公开了一种制备可高度分散的球形银粉颗粒的方法和由此生成的银颗粒，该方法采用在无搅拌反应条件下，将抗坏血酸混合溶液短时间内（小于5秒）加入到硝酸银溶液中，可制备出高度分散的球形银粉颗粒。CN101708555B的中国专利公开了一种片状银粉的制备方法，该方法在搅拌反应条件下，将酸银溶液以一定的速度滴加到还原剂溶液中，制备出粒径微米级片状银粉。尽管搅拌混合化学还原法可制备出各种形貌及尺寸的银粉，但该方法在放量生产中存在着生产效率低、放量生产设备庞大、产品精度控制难、批次稳定性差及生产成本高等多方面问题。

上世纪九十年代Lerous（Microfabricated Minichemical Systems:TechnicalFeasibility.In:Ehrfeld W Microsystem Technol.for Chem.and Biol.icroreactors.Weinheim:Verlag Chemie,1996,51～69）和Ehrfeld（Potential and Realization ofMicroreactors.In:Ehrfeld W Microsystem Technol.for Chem.and Biol.Microreactors.Weinheim:Verlag Chemie,1996,1～28）等分别撰写论文系统的阐述了微反应器在化学工程领域中的应用及其独特优势。相对于传统的反应器，由于微反应器小而精密的结构特征，使其具有快速的均匀混合、高效传热传质、安全环保，且体积小、重量轻的优点。以至于越来越多的科学家致力于微反应器的研究和应用。公开号为CN102229576A的中国专利公开了一种利用微反应器合成1、2、4-三嗪类化合物的方法，该发明采用一种微米级内径的连续流动的管路式微反应器，不仅大幅缩短了反应时间，而且很好地提高了产物的产率。公开号为CN102229576A的中国专利公开了一种涡流液相微反应场制备超微颗粒的方法，该方法首先利用涡流反应器作为反应器，辅以超高表面导向破碎装置，非相容相态物流在涡流反应器中充分混合，该方法适合于制备低腐蚀性多相非相溶性界面结晶沉淀物，如氢氧化物体系、氧化物体系、草酸盐体系等。文献《采用微反应器制备超细碳酸钡的研究》中介绍了采用自制的撞击角度为90°、截面为长方形的不锈钢微反应器制备超细碳酸钡颗粒，通过控制转子流量计调节反应物的流量，使反应物在微反应器通道内接触混合，从而制得不同形貌的纳米碳酸钡颗粒。

利用微反应系统制备金属微纳米颗粒的研究还十分有限，文献《微反应工艺合成Ni、Au、Ag纳米颗粒及其应用研究》中介绍了一种基于毛细管微反应工艺，首次在油胺/十八烯体系高温反应条件下合成了高品质的镍、金和银纳米颗粒。文献《金属套管式微反应器中纳米铜的制备研究》中利用金属套管式微反应器平台，在适当的PVP、CTAB浓度及pH值条件下，制备出了分散性佳、结晶性良好的铜纳米颗粒。

本发明是提供一种基于毫米级微通道反应系统的可实现快速、连续制备多形貌、多尺度超细银颗粒粉的方法，以期获得高产率的超细银粉。

发明内容

本发明的目的是基于一种结构简单的微通道混合反应系统，并提供利用该微通道混合反应系统实现快速、高效、连续制备超细银粉的方法，本发明的方法适用于需要快速均匀混合、快速反应且无气体产生的银粉制备体系。

为实现超细银粉的连续制备，本发明将配制好的氧化液与还原液通过驱动装置连续不断地输送到微通道混合反应系统中，在微通道混合反应系统中的反应微通道中进行化学反应，最后将反应产物收集在一接收容器中，经洗涤沉淀产物、抽滤、干燥后可得到不同形貌、尺寸的超细银粉。

本发明的基于微通道混合反应系统的连续制备超细银粉的方法包括以下步骤：

（1）配制氧化液和还原液：将可溶性银盐溶解到去离子水或蒸馏水中，得到浓度为0.1～1mol/L的银盐溶液，再将硝酸加入到上述银盐溶液中得到氧化液，其中硝酸在银盐溶液中的浓度为0.01～1mol/L；将还原剂抗坏血酸或抗坏血酸钠溶解到去离子水或蒸馏水中，配制成浓度为0.1～1mol/L的抗坏血酸或抗坏血酸钠溶液作为还原液；

（2）将步骤（1）得到的氧化液与还原液分别置于微通道混合反应系统的两个容器中，并控制氧化液与还原液的温度在20～40℃之间；利用微通道混合反应系统中的两台蠕动泵将所述的氧化液与所述的还原液以传输流量均为10～1000ml/min连续不断地经传输微通道输送到微通道混合反应系统中的反应物质的混合单元中，使所述的氧化液与所述的还原液进行混合得到混合液，所述的混合液经在微通道混合反应系统中的反应微通道中进行反应后流出反应微通道，将得到的反应产物进行静置（一般静置的时间为2～20分钟），经洗涤沉淀产物，抽滤、干燥，得到超细银粉。

所述的微通道混合反应系统是（如图1所示）：两条传输微通道的一端分别与两台蠕动泵的一端相连接，所述的两条传输微通道的另一端分别连接一容器（可以是玻璃、不锈钢或耐酸碱塑料的容器，各为氧化液与还原液盛放的容器，以蠕动泵为反应物质输送驱动装置）；所述的两台蠕动泵的另一端分别通过各自的传输微通道（以传输微通道为反应物质传输路径）与一作为反应物质的混合单元的Y型三通或T型三通的两个对称接口相连接，在Y型三通或T型三通的剩余的一个接口上连接一反应微通道（以反应微通道为混合液的反应路径），所述的反应微通道的出口处连接一接收容器（收集得到的反应产物）。

所述的两台蠕动泵的传输流量控制精度都为10～1000ml/min，分别用来传送反应所需的氧化液与还原液；与蠕动泵相连接的所述的传输微通道优选为乳胶管，其它部分可以使用乳胶管，也可以使用耐酸碱的塑料管或玻璃管；所述的传输微通道的内径为1～6毫米，长度为0.5～5米；所述的作为反应物质的混合单元的Y型三通或T型三通可为玻璃、聚四氟乙烯管或不锈钢材质；三通混合腔体的规格可以是标准型也可以是特制型；Y型三通或T型三通的对称接口及剩余的一个接口的内径为1～6毫米；所述的反应微通道为玻璃管、聚四氟乙烯管或不锈钢管，管的内径为1～8毫米，长度为0.2～2米。

所述的氧化液采用可溶性银盐为银源，去离子水或蒸馏水为溶剂，以硝酸调节pH值，可进一步再加入小分子醇类和/或小分子酮类作为氧化液表面张力的调节剂，及进一步加入形貌调节剂对产品超细银粉的形貌进行调节；其中：所述的小分子醇类和/或小分子酮类与去离子水或蒸馏水的体积比值均为0～1，所述的形貌调节剂与可溶性银盐的质量比值为0～1。

所述的可溶性银盐为硝酸银或醋酸银。

所述的小分子醇类选自乙醇、丙醇、丁醇等可溶性小分子醇中的一种或几种。所述的小分子酮类是丙酮。所述的形貌调节剂选自乙醇胺、硼酸、四硼酸钠、柠檬酸、柠檬酸三钠、酒石酸、酒石酸钾钠、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙二钠中的一种或几种。

所述的超细银粉的粒径为微米级的银颗粒粉，银颗粒的形貌可以为片花状、枝晶状、片状、球形及类球形等中的一种。

用于制备银颗粒的形貌为片花状及枝晶状时的条件为：所述的氧化液中的可溶性银盐的浓度为0.1～1mol/L，硝酸的浓度为0.01～0.2mol/L，小分子醇类和/或小分子酮类与去离子水或蒸馏水的体积比值为0～1；所述的还原液中的还原剂抗坏血酸或抗坏血酸钠的浓度为0.1～1mol/L；当可溶性银盐与还原剂的质量比值小于1时得到银颗粒的形貌为枝晶状，当可溶性银盐与还原剂的质量比值大于1时得到银颗粒的形貌为片花状，当可溶性银盐与还原剂的质量比值为1时得到银颗粒的形貌为片花状和枝晶状的混合形貌。

用于制备银颗粒的形貌为片状时的条件为：所述的氧化液中的可溶性银盐的浓度为0.1～1mol/L，硝酸的浓度为0.2～1mol/L，小分子醇类和/或小分子酮类与去离子水或蒸馏水的体积比值为0.1～0.5，可选自作为形貌调节剂中的硼酸、四硼酸钠或它们的混合物与可溶性银盐的质量比值为0.2～1；所述的还原液中的还原剂抗坏血酸或抗坏血酸钠的浓度为0.1～1mol/L。

用于制备银颗粒的形貌为球形时的条件为：所述的氧化液中的可溶性银盐的浓度为0.1～1mol/L，硝酸的浓度为0.1～0.5mol/L，可选自作为形貌调节剂中的乙醇胺与去离子水或蒸馏水的体积比值为0.1～0.5；所述的还原液中的还原剂抗坏血酸或抗坏血酸钠的浓度为0.1～1mol/L。

用于制备银颗粒的形貌为类球形时的条件为：所述的氧化液中的可溶性银盐的浓度为0.1～1mol/L，硝酸的浓度为0.2～1mol/L，可选自作为形貌调节剂中的酒石酸、酒石酸钾钠或它们的混合物与可溶性银盐的质量比值为0.1～0.5；所述的还原液中的还原剂抗坏血酸或抗坏血酸钠的浓度为0.1～1mol/L。

本发明中可通过调节蠕动泵的传输流量、作为反应物质的混合单元的Y型或T型三通的尺寸、传输微通道及反应微通道的孔径和长度等系统参量（可调节任意一系统参量或调节几个系统参量）实现对反应物的摩尔比值、混合速度、反应时间及制备效率的控制。通过调节氧化液与还原液的成分、摩尔浓度、温度等参数实现对产物超细银粉的结晶形貌及尺寸的控制。

本发明制备的超细银粉的主要用途：可作为导电填料在导电浆料、导电胶、导电油墨、导电涂料、电接触材料、电磁防护涂料中使用。

本发明的优点和积极效果：

1.本发明提供的基于微通道混合反应系统的连续制备超细银粉的方法实现了快速、连续化生产的需求，解决了传统搅拌法制备银粉放量生产的技术难题，提高了生产效率及产品批次稳定性，降低了设备投资成本。

2.本发明提供的微通道混合反应系统组装方便、灵活，可根据产量需求进行平行放大提高产能。

3本发明提供的基于微通道混合反应系统制备的超细银粉的形貌及尺寸均一性好，银收率高，可达99％以上。

4.本发明提供的微通道混合反应系统特别适用于需要快速均匀混合、快速反应的银粉制备体系，还可用于其它要求均匀混合、快速反应的金属粉体制备反应。

下面的结合附图及实施例进一步对本发明进行说明，但这些实施例不应构成是对本发明的限制。

附图说明

图1.本发明的微通道混合反应系统的示意图。

图2.本发明实施例2制备的形貌为片花状的银颗粒粉的扫描电子显微镜照片，图中标尺为20微米。

图3.本发明实施例3制备的形貌为枝晶状的银颗粒粉的扫描电子显微镜照片，图中标尺为10微米。

图4.本发明实施例5制备的形貌为不规则片状的银颗粒粉的扫描电子显微镜照片，图中标尺为10微米。

图5.本发明实施例7制备的形貌为球形的银颗粒粉的扫描电子显微镜照片，图中标尺为5微米。

图6.本发明实施例8制备的形貌为类球形的银颗粒粉的扫描电子显微镜照片，图中标尺为5微米。

附图标记

1.装载氧化液的容器  2.装载还原液的容器  3.蠕动泵

4.传输微通道           5.Y型三通             6.T型三通

7.反应微通道           8.接收容器

具体实施方式

实施例1

搭建微通道混合反应系统，如图1所示。两条作为传输微通道4的内径均为3毫米，长度均为0.5米的乳胶管的一端分别与两台蠕动泵3的一端相连接，所述的两条乳胶管的另一端分别连接一装载氧化液的容器1(材质为玻璃)和一装载还原液的容器2(材质为玻璃)；所述的两台蠕动泵的另一端分别通过各自的作为传输微通道4的内径均为3毫米，长度均为1米的乳胶管与一作为反应物质的混合单元的材质为玻璃的Y型三通5的两个对称接口相连接（对称接口的内径为3毫米），在Y型三通的剩余的一个接口（内径为4毫米）上连接一作为反应微通道7的内径为4毫米，长度为1米的玻璃管，作为反应微通道的玻璃管的出口处连接一接收容器8。

利用上述微通道混合反应系统连续制备超细银粉：

（1）将10g硝酸银溶解到240ml 去离子水中配制成硝酸银溶液，在搅拌状态下将1ml硝酸（质量浓度为65～68％）加入到硝酸银溶液中，再加入60ml无水乙醇，得到的混合溶液作为氧化液；取5.5g抗坏血酸溶解到100ml去离子水中作为还原液；将氧化液和还原液分别置于上述搭建的微通道混合反应系统中的装载氧化液的容器和装载还原液的容器中；

（2）控制步骤（1）得到的氧化液与还原液的温度为20℃，开启微通道混合反应系统中的两台蠕动泵，使氧化液以传输流量为300ml/min，还原液以传输流量为100ml/min ，将氧化液与还原液连续不断地经传输微通道输送到微通道混合反应系统中的Y型三通中进行混合，得到的混合液随后进入微通道混合反应系统中的反应微通道中进行连续不断地反应后流出反应微通道，将得到的反应溶液收集于接收容器中，反应溶液静置10分钟，收集沉淀产物，用去离子水洗涤沉淀产物3～5次后再用乙醇洗涤两次，抽滤后自然干燥得到超细银粉。扫描电子显微镜观察所得超细银粉是形貌为片花状的银颗粒粉，银颗粒粉的形貌及尺寸均一性良好，其中单个银颗粒粉的尺寸范围在6～8微米之间，片的厚度尺寸在100～150纳米之间。银收率为99.2％。

实施例2

所搭建的微通道混合反应系统基本与实施例1的微通道混合反应系统相同，不同的只是传输微通道的内径为4毫米，Y型三通的对称接口的内径为5毫米，剩余一接口的内径为6毫米及反应微通道的内径为6毫米。

利用上述微通道混合反应系统连续制备超细银颗粒粉：

（1）将22.5g硝酸银溶解到115ml去离子水中配制成硝酸银溶液，在搅拌状态下将1.5ml硝酸（质量浓度为65～68％）加入到硝酸银溶液中，再加入35ml无水乙醇，得到的混合溶液作为氧化液；取15g抗坏血酸溶解到150ml去离子水中作为还原液；将氧化液和还原液分别置于上述搭建的微通道混合反应系统中的装载氧化液的容器和装载还原液的容器中；

（2）控制步骤（1）得到的氧化液与还原液的温度为25℃，开启微通道混合反应系统中的两台蠕动泵，使氧化液以传输流量为300ml/min，还原液以传输流量为300ml/min，将氧化液与还原液连续不断地经传输微通道输送到微通道混合反应系统中的Y型三通中进行混合，得到的混合液随后进入微通道混合反应系统中的反应微通道中进行连续不断地反应后流出反应微通道，将得到的反应溶液收集于接收容器中，反应溶液静置10分钟，收集沉淀产物，用去离子水洗涤沉淀产物3～5次后再用乙醇洗涤两次，抽滤后自然干燥得到超细银粉。

如图2扫描电子显微镜照片所示，所得超细银粉是形貌为片花状的银颗粒，银颗粒粉的形貌及尺寸均一性良好，其中单个银颗粒粉的尺寸范围在8～10微米之间，片的厚度在100～200纳米之间。银收率为99.6％。

实施例3

所搭建的微通道混合反应系统基本与实施例1的微通道混合反应系统相同，不同的只是传输微通道的内径为2.5毫米，长度为2毫米，Y型三通为不锈钢材质及三个接口的内径为2.5毫米，反应微通道的内径为3毫米，长度为1.5米。

利用上述微通道混合反应系统连续制备超细银粉：

（1）将7.5g硝酸银溶解到120ml去离子水中配制成硝酸银溶液，在搅拌状态下将1.5ml硝酸（质量浓度为65～68％）加入到硝酸银溶液中，再加入30ml无水乙醇，得到的混合溶液作为氧化液；取15g抗坏血酸溶解到150ml去离子水中作为还原液；将氧化液和还原液分别置于上述搭建的微通道混合反应系统中的装载氧化液的容器和装载还原液的容器中；

（2）控制步骤（1）得到的氧化液与还原液的温度为22℃，开启微通道混合反应系统中的两台蠕动泵，使氧化液以传输流量为300ml/min，还原液以传输流量为300ml/min，将氧化液与还原液连续不断地经传输微通道输送到微通道混合反应系统中的Y型三通中进行混合，得到的混合液随后进入微通道混合反应系统中的反应微通道中进行连续不断地反应后流出反应微通道，将得到的反应溶液收集于接收容器中，反应溶液静置5分钟，收集沉淀产物，用去离子水洗涤沉淀产物3～5次后再用乙醇洗涤两次，抽滤后自然干燥得到超细银粉。

如图3扫描电子显微镜照片所示，所得超细银粉是形貌为枝晶状的银颗粒粉，银颗粒粉的形貌及尺寸均一性良好，其中单个银颗粒粉的尺寸范围在8～10微米之间，枝的长度在3～5微米之间。银收率为99.3％。

实施例4

所搭建的微通道混合反应系统基本与实施例1的微通道混合反应系统相同，不同的只是传输微通道的内径为4毫米，Y型三通为不锈钢材质及三个接口的内径为4毫米，反应微通道的内径为3毫米，长度为1米。

利用上述微通道混合反应系统连续制备超细银粉：

本实施例保持与实施例3中的步骤（1）及步骤（2）相同。

扫描电子显微镜观察所得超细银粉是形貌为枝晶状的银颗粒粉，银颗粒粉的形貌及尺寸均一性良好，其中单个银颗粒粉的尺寸范围在8～12微米之间，枝的长度在3～6微米之间，枝晶较实施例3中略显粗大。银收率为99.5％。

实施例5

所搭建的微通道混合反应系统基本与实施例1的微通道混合反应系统相同，不同的只是传输微通道的内径为4毫米，混合单元为玻璃材质的T型三通6，T型三通的两个对称接口的内径为4毫米，反应微通道的内径为5毫米，长度为0.5米。

利用上述微通道混合反应系统连续制备超细银粉：

（1）将20g硝酸银溶解到230ml去离子水中配制成硝酸银溶液，在搅拌状态下将10ml硝酸（质量浓度为65～68％）加入到硝酸银溶液中，然后加入20g硼酸钠作为形貌调节剂，最后将60ml无水乙醇加入其中，得到的混合溶液作为氧化液；取20g抗坏血酸溶解到100ml去离子水中作为还原液；将氧化液和还原液分别置于上述搭建的微通道混合反应系统中的装载氧化液的容器和装载还原液的容器中；

（2）控制步骤（1）得到的氧化液与还原液的温度为27℃，开启微通道混合反应系统中的两台蠕动泵，使氧化液以传输流量为450ml/min，还原液以传输流量为150ml/min，将氧化液与还原液连续通过T型三通的两个对称接口不断地经传输微通道输送到微通道混合反应系统中的T型三通中进行混合，得到的混合液随后进入与T型三通的剩余的一个接口相连接的反应微通道中进行连续不断地反应后流出反应微通道，将得到的反应溶液收集于接收容器中，反应溶液静置10分钟，收集沉淀产物，用去离子水洗涤沉淀产物3～5次后再用乙醇洗涤两次，抽滤后自然干燥得到超细银粉。

如图4扫描电子显微镜照片所示，所得超细银粉是形貌为不规则片状的银颗粒粉，银颗粒粉的形貌及尺寸均一性良好，其中单个银颗粒粉的尺寸范围在2～10微米之间，片的厚度在100～300纳米之间。银收率为99.3％。

实施例6

所搭建的微通道混合反应系统基本与实施例1的微通道混合反应系统相同，不同的只是传输微通道的内径为4毫米，Y型三通为不锈钢材质及三个接口的内径均为2.5毫米，反应微通道为聚四氟乙烯材质，内径为3毫米及长度为1.5米。

利用上述微通道混合反应系统连续制备超细银粉：

（1）将30g硝酸银溶解到120ml去离子水中配制成硝酸银溶液，在搅拌状态下将7.5ml硝酸（质量浓度为65～68％）加入到硝酸银溶液中，再加入30ml乙醇胺作为形貌调节剂，得到的混合溶液作为氧化液；取18g抗坏血酸钠溶解到120ml去离子水中，得到的混合溶液作为还原液；将氧化液和还原液分别置于上述搭建的微通道混合反应系统中的装载氧化液的容器和装载还原液的容器中；

（2）控制步骤（1）得到的氧化液与还原液的温度为25℃，开启微通道混合反应系统中的两台蠕动泵，使氧化液以传输流量为300ml/min，还原液以传输流量为300ml/min，将氧化液与还原液连续不断地经传输微通道输送到微通道混合反应系统中的Y型三通中进行混合，得到的混合液随后进入微通道混合反应系统中的反应微通道中进行连续不断地反应后流出反应微通道，将得到的反应溶液收集于接收容器中，反应溶液静置10分钟，收集沉淀产物，用去离子水洗涤沉淀产物3～5次后再用乙醇洗涤两次，抽滤后自然干燥得到超细银粉。

扫描电子显微镜观察所得超细银粉是形貌为球形的银颗粒粉，银颗粒粉的形貌及尺寸均一性良好，其中单个球形的银颗粒粉的尺寸范围在0.5～1.5微米之间。银收率为99.6％。

实施例7

本实施例与实施例6相比，不同的只是氧化液中加入的硝酸量为4.5ml及所采用的不锈钢Y型三通混合单元的进料口的内径为4毫米，出料口的内径为4毫米，其它条件保持不变。

如图5扫描电子显微镜照片所示，所得超细银粉是形貌为球形的银颗粒粉，银颗粒粉的形貌及尺寸均一性良好，其中单个球形的银颗粒粉的尺寸范围在0.8～1.2微米之间。银收率为99.8％

实施例8

本实施例所搭建的微通道混合反应系统与实施例6相同。

利用上述微通道混合反应系统连续制备超细银粉：

（1）将15g硝酸银溶解到190ml去离子水中配制成硝酸银溶液，在搅拌状态下将10ml硝酸（质量浓度为65～68％）加入到硝酸银溶液中，最后加入5g酒石酸钾钠，得到的混合溶液作为氧化液；取15g抗坏血酸溶解到200ml去离子水中，得到的溶液作为还原液；将氧化液和还原液分别置于上述搭建的微通道混合反应系统中的装载氧化液的容器和装载还原液的容器中；

（2）控制步骤（1）得到的氧化液与还原液的温度为25℃，开启微通道混合反应系统中的两台蠕动泵，使氧化液以传输流量为300ml/min，还原液以传输流量为300ml/min，将氧化液与还原液连续不断地经传输微通道输送到微通道混合反应系统中的Y型三通中进行混合，得到的混合液随后进入微通道混合反应系统中的反应微通道中进行连续不断地反应后流出反应微通道，将得到的反应溶液收集于接收容器中，反应溶液静置20分钟，收集沉淀产物，用去离子水洗涤沉淀产物3～5次后再用乙醇洗涤两次，抽滤后自然干燥得到超细银粉。

如图6扫描电子显微镜照片所示，所得超细银粉是形貌为类球形的银颗粒粉，银颗粒粉的形貌及尺寸均一性良好，其中单个类球形银颗粒粉的尺寸范围在2～4微米之间。银收率为99％。

Claims (10)

1.一种基于微通道混合反应系统的连续制备超细银粉的方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：

（1）将可溶性银盐溶解到去离子水或蒸馏水中，得到浓度为0.1～1mol/L的银盐溶液，再将硝酸加入到上述银盐溶液中得到氧化液，其中硝酸在银盐溶液中的浓度为0.01～1mol/L；将还原剂抗坏血酸或抗坏血酸钠溶解到去离子水或蒸馏水中，配制成浓度为0.1～1mol/L的抗坏血酸或抗坏血酸钠溶液作为还原液；

（2）将步骤（1）得到的氧化液与还原液分别置于微通道混合反应系统的两个容器中，并控制氧化液与还原液的温度在20～40℃之间；利用微通道混合反应系统中的两台蠕动泵将所述的氧化液与所述的还原液以传输流量均为10～1000ml/min连续不断地经传输微通道输送到微通道混合反应系统中的反应物质的混合单元中，使所述的氧化液与所述的还原液进行混合得到混合液，所述的混合液经在微通道混合反应系统中的反应微通道中进行反应后流出反应微通道，将得到的反应产物进行静置，经洗涤沉淀产物，抽滤、干燥，得到超细银粉；

所述的微通道混合反应系统是：两条传输微通道的一端分别与两台蠕动泵的一端相连接，所述的两条传输微通道的另一端分别连接一容器；所述的两台蠕动泵的另一端分别通过各自的传输微通道与一作为反应物质的混合单元的Y型三通或T型三通的两个对称接口相连接，在Y型三通或T型三通的剩余的一个接口上连接一反应微通道，所述的反应微通道的出口处连接一接收容器。

2.根据权利要求1所述的连续制备超细银粉的方法，其特征是：所述的氧化液中加入有小分子醇和/或小分子酮及形貌调节剂；其中：所述的小分子醇和/或小分子酮与去离子水或蒸馏水的体积比值均为0～1，所述的形貌调节剂与可溶性银盐的质量比值为0～1。

3.根据权利要求1或2所述的连续制备超细银粉的方法，其特征是：所述的超细银粉的粒径为微米级的银颗粒粉；银颗粒的形貌为片花状、枝晶状、片状、球形及类球形中的一种。

4.根据权利要求3所述的连续制备超细银粉的方法，其特征是：用于制备银颗粒的形貌为片花状及枝晶状时的条件为：所述的氧化液中的可溶性银盐的浓度为0.1～1mol/L，硝酸的浓度为0.01～0.2mol/L，小分子醇和/或小分子酮与去离子水或蒸馏水的体积比值为0～1；所述的还原液中的还原剂抗坏血酸或抗坏血酸钠的浓度为0.1～1mol/L；当可溶性银盐与还原剂的质量比值小于1时得到银颗粒的形貌为枝晶状，当可溶性银盐与还原剂的质量比值大于1时得到银颗粒的形貌为片花状，当可溶性银盐与还原剂的质量比值为1时得到银颗粒的形貌为片花状和枝晶状的混合形貌；

用于制备银颗粒的形貌为片状时的条件为：所述的氧化液中的可溶性银盐的浓度为0.1～1mol/L，硝酸的浓度为0.2～1mol/L，小分子醇和/或小分子酮与去离子水或蒸馏水的体积比值为0.1～0.5，作为形貌调节剂的硼酸、四硼酸钠或它们的混合物与可溶性银盐的质量比值为0.2～1；所述的还原液中的还原剂抗坏血酸或抗坏血酸钠的浓度为0.1～1mol/L；

用于制备银颗粒的形貌为球形时的条件为：所述的氧化液中的可溶性银盐的浓度为0.1～1mol/L，硝酸的浓度为0.1～0.5mol/L，作为形貌调节剂的乙醇胺与去离子水或蒸馏水的体积比值为0.1～0.5；所述的还原液中的还原剂抗坏血酸或抗坏血酸钠的浓度为0.1～1mol/L；

用于制备银颗粒的形貌为类球形时的条件为：所述的氧化液中的可溶性银盐的浓度为0.1～1mol/L，硝酸的浓度为0.2～1mol/L，作为形貌调节剂的酒石酸、酒石酸钾钠或它们的混合物与可溶性银盐的质量比值为0.1～0.5；所述的还原液中的还原剂抗坏血酸或抗坏血酸钠的浓度为0.1～1mol/L。

5.根据权利要求1、2或4所述的连续制备超细银粉的方法，其特征是：所述的可溶性银盐为硝酸银或醋酸银。

6.根据权利要求2或4所述的连续制备超细银粉的方法，其特征是：所述的小分子醇选自乙醇、丙醇、丁醇中的一种或几种；所述的小分子酮是丙酮。

7.根据权利要求2所述的连续制备超细银粉的方法，其特征是：所述的形貌调节剂选自乙醇胺、硼酸、四硼酸钠、柠檬酸、柠檬酸三钠、酒石酸、酒石酸钾钠、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙二钠中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的连续制备超细银粉的方法，其特征是：所述的传输微通道的内径为1～6毫米，长度为0.5～5米。

9.根据权利要求1所述的连续制备超细银粉的方法，其特征是：所述的Y型三通或T型三通的对称接口及剩余的一个接口的内径为1～6毫米。

10.根据权利要求1所述的连续制备超细银粉的方法，其特征是：所述的反应微通道的内径为1～8毫米，长度为0.2～2米。