CN109014241A - 一种制备银微米空心框架结构材料的方法 - Google Patents

一种制备银微米空心框架结构材料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制备银微米空心框架结构材料的方法。本发明通过如下步骤得到：首先，室温下配置一定浓度AgNO3水溶液；接着，向AgNO3水溶液中加入适量的结构导向剂HF和还原剂FeSO4，形成混合溶液；然后，将上述混合溶液静置到一定温度的水浴中，并保持一段反应时间，将所得生成物进行离心、洗涤、干燥，即得银微米空心框架结构材料。本发明提供了一种制备银微米空心框架结构材料的简单方法，实现银微米空心框架结构材料的规模化生产。

Description

一种制备银微米空心框架结构材料的方法
技术领域
本发明涉及金属银材料制备领域，尤其是一种以HF为结构导向剂，利用FeSO4还原AgNO3的方法获得银微米空心框架结构材料的方法。。
背景技术
微纳米银应用领域广泛。它是高性能导电涂料的重要导电介质，是柔性电路板、触点开关、薄膜开关等基本材料，也是各种高端电极和电磁兼容材料。
微纳米银的应用性能与其形貌与结构密切相关，因此，近年来不同形貌与结构微纳米银的制备已成为研究的热点。刘春艳等（CN100531975C）采用酸性条件下化学还原法，以水为分散介质，在溶液中以葡萄糖或抗坏血酸还原剂直接还原硝酸银，用硝酸或冰乙酸为形貌调节剂，制得片状微米银。汪舰等（CN103170643B）以聚合物微结构光纤作为模板，在其中铺上多孔的醋酸纤维素膜，再用还原剂氯化亚锡溶液冲洗微结构光纤内部孔道，再将葡萄糖溶液和无水乙醇的混合溶液与一定浓度的银氨溶液分别冰浴后按一定比例混合，高压压入上述微结构光纤内部，反应完成后再分别用溶剂溶解去除聚合物微结构光纤和醋酸纤维素，得到按序排列的微米银管。任明淑等（CN101811196B）公开了一种树枝状微米银粉的制备方法，将晶型调节剂磷酸酯加入到硝酸银水溶液中，搅拌，得到反应液A；将还原剂加入到水中，得到还原液B；在室温和搅拌条件下，将反应液A快速加入到还原液B中进行还原反应，得到树枝状微米银。李方等（ CN103506631B ）公开了一种以壳聚糖为还原剂的小尺寸纳米银的制备方法，将壳聚糖溶解在醋酸溶液中，过夜溶解，得到壳聚糖溶液；将新配置的壳聚糖溶液加入烧瓶中；搅拌下，将新配置的AgNO3溶液逐滴加入到上述烧瓶中；随后向该烧瓶中逐滴加入柠檬酸钠溶液，反应后即得纳米银溶胶。Cai等（Rare Metals, 29(4):407-412）以FeSO4为还原剂、AgNO3为银源、柠檬酸或硫酸为结构导向剂，分别制备出球形、花状、三角片等多种银微米结构材料。
可见，采用现有技术可制备多种不同形貌与结构微纳米银；但现有技术中，针对银微米空心框架结构材料的制备方法还较缺乏。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种制备银微米空心框架结构材料的方法，实现银微米空心框架结构材料的规模化生产。
本发明的技术解决方案是：以HF为结构导向剂，利用FeSO4还原AgNO3的方法获得银微米空心框架结构材料的方法。
本发明的一种制备银微米空心框架结构材料的方法的具体步骤如下：
（1）室温，配置一定浓度的AgNO3水溶液；按照预先设定的HF、FeSO4和AgNO3的摩尔比，向AgNO3水溶液中加入HF和FeSO4，搅拌速度设定为200转/分，搅拌得到澄清混合溶液；
（2）将上述混合溶液静置在一定温度的水浴中，并保持一段反应时间，将所得生成物进行离心、洗涤、干燥，即得银微米空心框架结构材料。
其中：步骤（1）中，所述AgNO3水溶液的浓度为0. 002~0.01 mol/L。
其中：步骤（1）中，所述预先设定的HF、FeSO4
和AgNO3的摩尔比为(5~25):1.1:1。
其中：步骤（2）中，所述水浴的温度为35~65℃。
其中：步骤（2）中，所述反应时间为0.5~1 h。
本发明的原理是：AgNO3做为Ag源，FeSO4作为还原剂；室温下FeSO4还原能力较弱，且HF加入到AgNO3溶液中后，F-会与Ag+配位络合，这使得室温下银离子的还原速率极其缓慢；当反应溶液置于较高温度水浴后，FeSO4还原能力显著增强，可将F-和Ag+形成的配位络合离子还原成最初的银晶核；银晶核具有较高的表面能，为了降低自身的表面能，银晶核自发聚集在一起形成枝状纳米银，继而枝状纳米银在二维方向上组装，形成银微米空心框架结构材料。
本发明的优点是：简单合成方法即可实现银微米空心框架结构材料的规模化生产。因结构导向剂HF的存在，降低了枝状纳米银组装成传统银实心片状结构的速率，获得了过渡态银微米空心框架结构材料。
附图说明
图1 银微米空心框架结构材料的扫描电镜图片。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的技术解决方案，但不能理解为是对技术方案的限制。
实施例1：依以下步骤制备银微米空心框架结构材料
（1）室温，配置浓度为0. 002mol/L的AgNO3水溶液；按照预先设定的HF、FeSO4和AgNO3的摩尔比5:1.1:1，向AgNO3水溶液中加入HF和FeSO4，搅拌速度设定为200转/分，搅拌得到澄清混合溶液；
（2）将上述混合溶液静置在温度35℃的水浴中，并保持反应时间1 h，将所得生成物进行离心、洗涤、干燥，即得银微米空心框架结构材料。
实施例2：依以下步骤制备银微米空心框架结构材料
（1）室温，配置浓度为0. 006 mol/L的AgNO3水溶液；按照预先设定的HF、FeSO4和AgNO3的摩尔比15:1.1:1，向AgNO3水溶液中加入HF和FeSO4，搅拌速度设定为200转/分，搅拌得到澄清混合溶液；
（2）将上述混合溶液静置在温度50℃的水浴中，并保持反应时间0.75h，将所得生成物进行离心、洗涤、干燥，即得银微米空心框架结构材料。
实施例3：依以下步骤制备银微米空心框架结构材料
（1）室温，配置浓度为0.01 mol/L的AgNO3水溶液；按照预先设定的HF、FeSO4和AgNO3的摩尔比25:1.1:1，向AgNO3水溶液中加入HF和FeSO4，搅拌速度设定为200转/分，搅拌得到澄清混合溶液；
（2）将上述混合溶液静置在温度65℃的水浴中，并保持反应时间0.5h，将所得生成物进行离心、洗涤、干燥，即得银微米空心框架结构材料。
实施例1-3所得的银微米空心框架结构材料的扫描电镜图片如图1所示。

Claims (6)

1.一种制备银微米空心框架结构材料的方法，其特征在于：它是以HF为结构导向剂，利用FeSO4还原AgNO3的方法获得银微米空心框架结构材料。
2.根据权利要求1所述的一种制备银微米空心框架结构材料的方法，其特征在于它的具体步骤如下：
（1）室温，配置一定浓度的AgNO3水溶液；按照预先设定的HF、FeSO4和AgNO3的摩尔比，向AgNO3水溶液中加入HF和FeSO4，搅拌速度设定为200转/分，搅拌得到澄清混合溶液；
（2）将上述混合溶液静置在一定温度的水浴中，并保持一段反应时间，将所得生成物进行离心、洗涤、干燥，即得银微米空心框架结构材料。
3.根据权利要求2所述的一种制备银微米空心框架结构材料的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述AgNO3水溶液的浓度为0. 002~0.01 mol/L。
4.根据权利要求2所述的一种制备银微米空心框架结构材料的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述预先设定的HF、FeSO4和AgNO3的摩尔比为(5~25):1.1:1。
5.根据权利要求2所述的一种制备银微米空心框架结构材料的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述水浴的温度为35~65℃。
6.根据权利要求2所述的一种制备银微米空心框架结构材料的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述反应时间为0.5~1 h。
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