CN115464148B - 一种花瓣状微纳米银粉的制备方法 - Google Patents
一种花瓣状微纳米银粉的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115464148B CN115464148B CN202211149290.7A CN202211149290A CN115464148B CN 115464148 B CN115464148 B CN 115464148B CN 202211149290 A CN202211149290 A CN 202211149290A CN 115464148 B CN115464148 B CN 115464148B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- petal
- silver
- silver powder
- silver salt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
- B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
- B22F9/24—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/06—Metallic powder characterised by the shape of the particles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/14—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material
- H01B1/16—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material the conductive material comprising metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
- H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
本发明属于纳米材料技术领域,具体涉及一种花瓣状微纳米银粉的制备方法。由于络合剂溶解后得到的弱酸根离子选择性吸附作用,与银纳米颗粒的(111)晶面发生配位,促使银原子形成的片状结构在径向生长过程中沿着(111)晶面择优取向生长,然后通过片状微结构间的相互组装融合,最终形成花瓣状银粉结构,加上超声辅助作用,使被还原的银原子均匀地沉积在晶体结构上有效防止银镜现象发生,提高产品的产率和纯度;而且超声辅助能够促进被还原出的银原子均匀稳定地生长,而不会像搅拌形成较大的剪切力破坏前驱体的结构,从而获得形貌和尺寸均一、分散性好且稳定的银粉。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料技术领域,具体涉及一种花瓣状微纳米银粉的制备方法。
背景技术
近年来,随着人们生活质量的不断提高以及计算机、消费电子产品的快速发展,针对开发高导电且稳定的导电粉末,学术界进行了一系列的尝试。常见的导电粉末有导电金属粉末(如金、银和铜金属纳米粒子都具有优异的导电性及稳定性)和导电碳基粉末。碳基材料中石墨烯因其优异的光电性能和机械性能受到越来越多的重视,石墨烯电阻率大约为1×10-3~1×10-2Ω·m,但石墨烯的制备过程复杂且价格较高,因此石墨烯也不适用于批量生产。金的价格过于昂贵,考虑成本问题不适合用于批量化生产;铜纳米颗粒作为浆料在加工时极其不稳定,在高温下容易与氧气反应生成氧化铜而无法导电。
在金属粉末形态上,片状微纳米金属粉末制备过程复杂,球状微纳米金属粉末接触电阻较大。中国发明专利CN106424752A公开了一种具有花朵状微观结构的银粉及其制备方法,其主要通过表面活性剂来控制银晶体生长,表面活性剂能够阻止初期被还原的银纳米颗粒的进一步聚集和长大,且能调控影响晶体的生长方向,使得某些晶面方向优先生长,某些晶面方向被抑制生长,结合搅拌作用,控制银原子均匀被还原和生长,从而构建片状(花瓣)状结构;但是这种制备花朵状银粉的方法存在在搅拌过程中,由于溶液体系中银离子浓度分布不均匀,从而生长得到的银纳米颗粒尺寸、花瓣厚度大小等均出现不均匀的情况,另外,被还原的银原子容易在反应器内壁上沉积银镜,在后期反应结束收集银粉的过程中,银镜从反应器壁上脱落,混入产品中,从而降低产品产率和纯度。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种花瓣状微纳米银粉的制备方法,该方法制备的花瓣状微纳米银粉分散性好、粒径均一和纯度高。
为了实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:
本发明提供了一种花瓣状微纳米银粉的制备方法,包括以下步骤:
将可溶性银盐的溶液第一滴加至弱酸根离子络合剂的溶液中,在第一超声条件下进行络合,得到银盐前驱体溶液;
所述可溶性银盐的溶液的浓度为0.01~10mol/L;所述弱酸根离子络合剂的溶液的浓度为0.01~8mol/L;所述第一滴加的速度为0.01~0.2L/min;所述络合的温度为15~45℃;所述络合的时间为20~60min;
将还原剂的溶液第二滴加至所述银盐前驱体溶液中,在第二超声条件下进行还原反应,得到花瓣状微纳米银粉;
所述还原剂的溶液的浓度为0.01~10mol/L;所述第二滴加的速度为0.05~1L/min;所述还原反应的温度为15~45℃;所述还原反应的时间为10~60min;
所述第一超声和第二超声的频率独立为20~120kHz。
优选的,所述可溶性银盐包括硝酸银;所述可溶性银盐的溶液的浓度为0.01~8mol/L。
优选的,所述弱酸根离子络合剂包括柠檬酸、柠檬酸盐、草酸、草酸盐和乙二胺四乙酸钠中的一种或几种;所述弱酸根离子络合剂的溶液的浓度为0.01~5mol/L。
优选的,所述可溶性银盐和弱酸根离子络合剂的摩尔比为1:(0.1~5)。
优选的,所述还原剂包括水合肼、羟胺和硼氢化钠中的一种或几种;所述还原剂的溶液的浓度为0.01~8mol/L;所述还原剂的溶液的pH值为8~13。
优选的,所述可溶性银盐和还原剂的摩尔比为1:(0.1~10)。
优选的,所述第一滴加的速度为0.05~0.15L/min;所述第二滴加的速度为0.05~0.5L/min。
优选的,所述第一超声和第二超声的频率独立为30~100kHz。
优选的,所述络合的温度为20~40℃;所述络合的时间为30~50min;
所述还原反应的温度为20~40℃;所述还原反应的时间为15~30min。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备的花瓣状微纳米银粉,所述花瓣状微纳米银粉的平均粒径为0.5~5μm。
本发明提供了一种花瓣状微纳米银粉的制备方法,包括以下步骤:将可溶性银盐的溶液第一滴加至弱酸根离子络合剂的溶液中,在第一超声条件下进行络合,得到银盐前驱体溶液;所述可溶性银盐的溶液的浓度为0.01~10mol/L;所述弱酸根离子络合剂的溶液的浓度为0.01~8mol/L;所述第一滴加的速度为0.01~0.2L/min;所述络合的温度为15~45℃;所述络合的时间为20~60min;将还原剂的溶液第二滴加至所述银盐前驱体溶液中,在第二超声条件下进行还原反应,得到花瓣状微纳米银粉;所述还原剂的溶液的浓度为0.01~10mol/L;所述第二滴加的速度为0.05~1L/min;所述还原反应的温度为15~45℃;所述还原反应的时间为10~60min;所述第一超声和第二超声的频率独立为20~120kHz。本发明合成的花瓣状银粉的片状结构在径向生长过程中沿着具有面心立方晶体结构的银纳米颗粒的(111)晶面择优取向生长,这是由于络合剂溶解后得到的弱酸根离子选择性吸附作用,与银纳米颗粒的(111)晶面发生配位,促使此处优先发生银离子的还原与银原子的堆积,形成片状微结构,然后通过片状微结构间的相互组装融合,最终形成花瓣状银粉结构,加上超声辅助作用,使被还原的银原子均匀地沉积在晶体结构上有效防止还原银粉过程中,银原子在反应器表面沉积,从而避免银镜现象发生,这样最终得到的花瓣状微纳米银粉产品中不会混杂银镜现象产生的不规则银材料,提高最终产品的产率和纯度;而且超声辅助能够促进反应体系中的银盐和络合剂充分溶解且在反应进行的全过程浓度均匀稳定,形成的前驱体分散均匀,促进被还原出的银原子均匀稳定地生长,而不会像搅拌形成较大的剪切力破坏前驱体的结构,从而获得形貌和尺寸均一、分散性好且稳定的银粉,在将其分散在树脂中时也不容易引起团聚,因此可将其应用在导电浆料中作为导电填充相,在提高导电性的同时不影响印刷性能。
此外,本发明的制备方法简便、反应条件温和,通过调控不同反应条件(如反应物浓度、反应温度、时间等)可设计合成不同尺寸的花瓣状微纳米银粉,合成条件稳定易于控制,易于进行大规模生产,实现产业化。
附图说明
图1为实施例1制备的花瓣状微纳米银粉的SEM图;
图2为实施例2制备的花瓣状微纳米银粉的SEM图;
图3为实施例3制备的花瓣状微纳米银粉的SEM图;
图4为实施例4制备的花瓣状微纳米银粉的SEM图;
图5为对比例1制备的微纳米银粉的SEM图;
图6为实施例1制备的花瓣状微纳米银粉的X射线粉末衍射图;
图7为实施例1制备的花瓣状微纳米银粉的高分辨透射电子显微镜图。
具体实施方式
本发明提供了一种花瓣状微纳米银粉的制备方法,包括以下步骤:。
将可溶性银盐的溶液第一滴加至弱酸根离子络合剂的溶液中,在第一超声条件下进行络合,得到银盐前驱体溶液;
所述可溶性银盐的溶液的浓度为0.01~10mol/L;所述弱酸根离子络合剂的溶液的浓度为0.01~8mol/L;所述第一滴加的速度为0.01~0.2L/min;所述络合的温度为15~45℃;所述络合的时间为20~60min;
将还原剂的溶液第二滴加至所述银盐前驱体溶液中,在第二超声条件下进行还原反应,得到花瓣状微纳米银粉;
所述还原剂的溶液的浓度为0.01~10mol/L;所述第二滴加的速度为0.05~1L/min;所述还原反应的温度为15~45℃;所述还原反应的时间为10~60min;
所述第一超声和第二超声的频率独立为20~120kHz。
如无特殊说明,本发明对所用制备原料的来源没有特殊要求,采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。
本发明将可溶性银盐的溶液第一滴加至弱酸根离子络合剂的溶液中,在第一超声条件下进行络合,得到银盐前驱体溶液。
在本发明中,所述可溶性银盐优选包括硝酸银;所述可溶性银盐的溶液的浓度为0.01~10mol/L,优选为0.01~8mol/L。
本发明限定可溶性银盐的溶液的浓度在上述范围内,既可避免因可溶性银盐溶液的浓度过低,被还原出来的银原子量少,导致产率低,不利于应用,又可避免因可溶性银盐溶液的浓度过高,快速还原产生大量银原子,大量银原子来不及分散相互缠结,所生成的片层结构之间“焊接”在一起,最终导致制得的银粉团聚。
在本发明中,所述弱酸根离子络合剂优选包括柠檬酸、柠檬酸盐、草酸、草酸盐和乙二胺四乙酸钠中的一种或几种,更优选为柠檬酸盐;所述柠檬酸盐优选为柠檬酸钠;所述草酸盐优选为草酸钠;当弱酸根离子络合剂为上述几种时,本发明对不同种类弱酸根离子络合剂的配比没有特殊限定,任意配比即可;所述弱酸根离子络合剂的溶液的浓度为0.01~8mol/L,优选为0.01~5mol/L。
本发明中络合剂为银盐前驱体溶液提供弱酸根离子,并通过调节反应物浓度,可以改变微纳米银粉的尺寸大小和片层厚度,随着反应物浓度增加,微纳米银粉整体尺寸变大,片层厚度增加。
在本发明中,所述可溶性银盐和弱酸根离子络合剂的摩尔比优选为1:(0.1~5),更优选为1:(0.5~2)。
在本发明中,所述第一滴加的速度为0.01~0.2L/min,优选为0.05~0.15L/min;所述第一滴加所用设备优选为蠕动泵。所述络合优选在超声条件下进行;所述超声的频率为20~120kHz,优选为30~100kHz;所述络合的温度为15~45℃,优选为20~40℃,在本发明的实施例中可具体为30℃或40℃;所述络合的时间为20~60min,优选为30~50min。
本发明将可溶性银盐的溶液第一滴加至弱酸根离子络合剂的溶液中,可以使银盐与酸根离子络合,形成不溶的络合物,该络合物初期可以形成初步形貌,为后续第二滴加还原剂制备花瓣状微纳米银粉提供了结构基础。
在进行第一滴加前,本发明优选将所述弱酸根离子络合剂的溶液进行超声;所述弱酸根离子络合剂的溶液超声的温度优选为15~45℃,更优选为20~40℃,频率优选为20~120kHz,更优选为30~100kHz,时间优选为10min。
在超声条件下,络合剂与可溶性银盐通过络合形成络合前驱体,其为银盐的络合物,白色不溶物,属于中间产物,后续通过还原剂作用会转化为银单质,为后续还原得到银粉的形貌起到控制晶种和反应速率的作用,在超声作用下,络合剂与银盐形成络合物,当还原剂还原时,银纳米颗粒形成,但此时颗粒表面有些晶面还与络合剂的酸根离子络合,银的晶体生长受到影响,从而能调控影响晶体的生长方向,使得某些晶面方向优先生长,某些晶面方向被抑制生长,加上超声辅助作用,使被还原的银均匀地沉积在晶体结构上;本发明通过超声的分散方式使其分散均匀且不产生剪切力破坏前驱体溶液中的物质结构,上述络合反应时间也能保证可溶性银盐与络合剂充分反应生成前驱体,同时控制可溶性银盐溶液的滴加速度在上述范围内,也可避免因滴加速度过快或过慢、络合反应时间过长或过短而导致生成银粉的形貌不理想。
得到银盐前驱体溶液后,本发明将还原剂的溶液第二滴加至所述银盐前驱体溶液中,进行还原反应,得到花瓣状微纳米银粉。
在本发明中,所述还原剂优选包括水合肼、羟胺和硼氢化钠中的一种或几种,更优选为水合肼;当还原剂为上述几种时,本发明对不同种类还原剂的配比没有特殊限定,任意配比即可;所述还原剂的溶液的浓度为0.01~10mol/L,优选为0.01~8mol/L;所述还原剂的溶液的pH值优选为8~13,更优选为9~12;本发明优选采用硝酸溶液对所述还原剂的溶液的pH值进行调整;所述硝酸溶液的质量浓度优选为1~10%,更优选为2~5%;所述可溶性银盐和还原剂的摩尔比优选为1:(0.1~10),更优选为1:(0.5~2)。
本发明控制还原剂溶液的浓度在上述范围内,既可避免因还原剂溶液的浓度过低,导致的还原能力不够,无法完全将银离子进行还原,得到的少量银原子只能形成颗粒,无法得到花瓣状结构,又可避免因还原剂溶液浓度过高时,还原剂过量,尤其是水合肼本身具有毒性,对后续处理带来麻烦,而且还原剂浓度过高,反应速率加快,大量银离子被快速还原成银原子,使得银原子之间无法很好地分散,团聚严重,当还原剂过量太多,容易还原出大量晶核,使得晶核之间相互熔合,无法再在晶核表面生长出片层结构,从而形成海绵状的一团物质。
当还原剂为水合肼时,由于水合肼是碱性还原剂,使用稀释的强酸调节其pH值,为形成完整且片层较薄的花瓣状微纳米银粉提供条件。
在本发明中,所述第二滴加的速度为0.05~1L/min,优选为0.05~0.5L/min;所述还原反应在超声条件下进行;所述超声的频率为20~120kHz,优选为30~100kHz;所述还原反应的温度为15~45℃,优选为20~40℃;所述还原反应的时间为10~60min,优选为15~30min。
所述还原反应后,本发明优选对所述还原反应所得分散液进行后处理;所述后处理优选包括依次进行的固液分离、清洗和干燥,得到花瓣状微纳米银粉。在本发明中,所述固液分离优选为静置沉降后去除上清液;所述清洗优选包括依次的水洗和乙醇洗;所述清洗的次数优选为3次;所述干燥的方式优选为真空干燥;所述真空干燥的设备优选为真空干燥箱。本发明对所述真空干燥的过程没有特殊限定,采用本领域熟知的真空干燥过程使物料完全干燥即可。
在还原剂的作用下,银盐前驱体溶液中的银离子不断被还原成银原子并按照银纳米颗粒的(111)晶面定向生长。本发明控制还原反应的温度在上述范围内,既可避免因还原反应温度过低,造成反应速率缓慢,从而影响反应进行,又可避免因还原反应温度过高,反应速率加快,加速银原子晶核的形成,在较高温度下,银晶核之间加速熔合形成更大的晶核,致使微观形貌成球形。本发明控制还原反应时间在上述范围内,既可避免因还原反应时间过短,反应不完全,使得体系中的银离子并未能完全被还原成银原子,又可避免因还原反应时间过长,由于还原剂是过量的,反应时间的延长会使多余的还原剂继续反应,致使花瓣状银粉的片层厚度加厚。本发明控制超声频率在上述范围内,避免因超声频率过高或过低影响还原剂溶液在银盐前驱体溶液体系中的分散性,使用超声的分散方式既能使体系中的物质分散均匀又不会像搅拌形成较大的剪切力破坏前驱体的结构。本发明通过调节滴加速度、超声频率、反应温度及反应时间,来控制微纳米银粉的尺寸大小和花瓣状片层厚度。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备的花瓣状微纳米银粉,所述花瓣状微纳米银粉的平均粒径为0.5~5μm。
在本发明中,所述花瓣状微纳米银粉的平均粒径优选为600~1000nm,纯度优选为85.0~99.9%,更优选为99~99.9%。
本发明制备的花瓣状微纳米银粉尺寸分布较为均匀,在体系中分散性好。花瓣状银粉结构因其独特结构能够形成许多楔形空间,这种微纳米银粉在接受外界激光照射时,花状片层表面的电磁场相互耦合,空洞或间隙在粗糙表面会形成拉曼散射效应,从而在花状结构形成的楔形空间内形成强烈的电磁场,具有很强的表面增强拉曼散射(SERS)活性,能够作为增强拉曼活性基底材料,同时花状结构具有较大的表面积和表面活性,赋予其良好的导电性能。
综上所述,本发明提供的花瓣状微纳米银粉的制备方法不需要使用复杂的反应装置,通过超声的方式就可以使体系中的物质分散均匀且不破坏其原有的结构,可实现在低温下的可控批量制备。本发明通过反应物浓度、超声频率、反应温度和反应时间这些因素的综合调控,只在一定范围内获得花瓣状微纳米银粉,否则得到的是微纳米颗粒或海绵状材料等其他形貌结构的银粉。本发明提供的花瓣状微纳米银粉的制备方法简单可靠、反应条件温和、生产效率高、生产成本较低,制得的花瓣状微纳米银粉具有纯度高、质量好、形貌单一、尺寸分布均匀和花瓣状微纳米银粉中有大量片层结构等特点,易于进行扩大生产,实现产业化。
下面将结合本发明中的实施例,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1
取20mL 0.06mol/L柠檬酸钠溶液于锥形瓶中,在30℃水温下放入超声清洗机中以40kHz超声10min后,用蠕动泵以0.01L/min的速度将20mL0.12mol/L硝酸银溶液滴加到超声下的柠檬酸钠溶液中,待硝酸银滴加完成后继续进行络合30min,得到银盐前驱体溶液;用2wt%稀硝酸溶液将0.12mol/L水合肼溶液pH值调至10.0,取20mL 0.12mol/L水合肼溶液以0.5L/min的速度匀速滴加至超声下的银盐前驱体溶液中,以40kHz的超声频率继续还原反应15min后,静置沉降倒去上清液,分别用去离子水和无水乙醇清洗3次,静置沉降后倒去上清液,在真空干燥箱中进行干燥,得到花瓣状微纳米银粉。
实施例2
取20mL 0.12mol/L柠檬酸钠溶液于锥形瓶中,在30℃水温下放入超声清洗机中以40kHz超声10min后,用蠕动泵以0.01L/min的速度将20mL0.24mol/L硝酸银溶液滴加到超声下的柠檬酸钠溶液中,待硝酸银滴加完成后继续进行络合30min,得到银盐前驱体溶液;用2%稀硝酸溶液将0.12mol/L水合肼溶液pH值调至10.0,取20mL 0.24mol/L水合肼溶液以0.5L/min的速度匀速滴加至超声下的银盐前驱体溶液中,以40kHz的超声频率继续还原反应15min后,静置沉降倒去上清液,分别用去离子水和无水乙醇清洗3次,静置沉降后倒去上清液,在真空干燥箱中进行干燥,得到花瓣状微纳米银粉。
实施例3
取20mL 0.24mol/L柠檬酸钠溶液于锥形瓶中,在30℃水温下放入超声清洗机中以40kHz超声10min后,用蠕动泵以0.01L/min的速度将20mL0.48mol/L硝酸银溶液滴加到超声下的柠檬酸钠溶液中,待硝酸银滴加完成后继续进行络合30min,得到银盐前驱体溶液;用2%稀硝酸溶液将0.12mol/L水合肼溶液pH值调至10.0,取20mL 0.48mol/L水合肼溶液以0.5L/min的速度匀速滴加至超声下的银盐前驱体溶液中,以40kHz的超声频率继续还原反应15min后,静置沉降倒去上清液,分别用去离子水和无水乙醇清洗3次,静置沉降后倒去上清液,在真空干燥箱中进行干燥,得到花瓣状微纳米银粉。
实施例4
取20mL 0.48mol/L柠檬酸钠溶液于锥形瓶中,在40℃水温下放入超声清洗机中以40kHz超声10min后,用蠕动泵以0.05L/min的速度将20mL0.96mol/L硝酸银溶液滴加到超声下的柠檬酸钠溶液中,待硝酸银滴加完成后继续进行络合30min,得到银盐前驱体溶液;用2%稀硝酸溶液将0.12mol/L水合肼溶液pH值调至10.0,取20mL 0.96mol/L水合肼溶液以0.5L/min的速度匀速滴加至超声下的银盐前驱体溶液中,以40kHz的超声频率继续还原反应15min后,静置沉降倒去上清液,分别用去离子水和无水乙醇清洗3次,静置沉降后倒去上清液,在真空干燥箱中进行干燥,得到花瓣状微纳米银粉。
对比例1
取20mL 0.06mol/L柠檬酸钠溶液于锥形瓶中,在30℃水温下放入200rpm搅拌速度下搅拌10min后,用蠕动泵以0.05L/min的速度将20mL0.12mol/L硝酸银溶液滴加到柠檬酸钠溶液中,待硝酸银滴加完成后继续进行络合反应30min,得到银盐前驱体溶液;用2%稀硝酸溶液将0.12mol/L水合肼溶液pH值调至10.0,取20mL 0.12mol/L水合肼溶液以0.5L/min的速度匀速滴加至银盐前驱体溶液中,以500rpm搅拌速度下继续还原反应15min后,静置沉降倒去上清液,分别用去离子水和无水乙醇清洗3次,静置沉降后倒去上清液,在真空干燥箱中进行干燥,得到微纳米银粉。
性能测试
(1)采用扫描电子显微镜对实施例1~4制备的花瓣状微纳米银粉和对比例1制备的微纳米银粉进行扫描,结果分别如图1~5所示。
由图1可知,实施例1制备的花瓣状微纳米银粉呈现出清晰的花瓣状结构,平均粒径为900nm,且分散性良好,纯度98.5%。
由图2可知,实施例2制备的花瓣状微纳米银粉呈现出清晰的花瓣状结构,平均粒径为740nm,且分散性良好,纯度99.2%
由图3可知,实施例3制备的花瓣状微纳米银粉呈现出清晰的花瓣状结构,平均粒径为825nm,且分散性良好,纯度99.5%。
由图4可知,实施例4制备的花瓣状微纳米银粉呈现出清晰的花瓣状结构,平均粒径为1100nm,且分散性良好,纯度99.6%。
由图5可知,对比例1制备的微纳米银粉花瓣状形貌不明显,粒径分布宽,有较多的团聚、分散性较差,纯度87.5%。
(2)对实施例1制备的花瓣状微纳米银粉进行X射线粉末衍射测试,研究银粉的晶体结构,结果如图6所示。
从图6可以看出,本发明制备的花状银粉的衍射峰尖锐且强度高,说明结晶性能好,对比银的标准晶系卡片,花状银粉的衍射峰正好与标准卡片中银的面心立方结构的四个晶面(1,1,1),(2,0,0),(2,2,0),(3,1,1)的衍射峰相对应,说明合成的花状银粉晶型是标准的面心立方结构,除此之外无多余衍射峰,说明合成的银粉不含杂质,纯度高。
(3)对实施例1制备的花瓣状微纳米银粉进行透射电子显微镜测试,结果如图7所示,其中,a为银粉颗粒整体微观形貌,b为银粉花瓣状微观形貌,c为银粉花瓣片层微观形貌,d为高分辨透射电镜图和晶格衍射图。
从图7中a和b可以看到,花状银粉的片层结构并非完全熔合的大片层结构,而是在片层结构之间存在孔隙与边界,说明片层结构是由许多小颗粒组装而成。拍摄高分辨原子像如图7中c和d可以看到衍射图谱呈二维衍射斑点,证明银粉的片层结构是单晶形式存在。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述,但它仅仅是本发明一部分实施例而不是全部实施例,人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例,这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (10)
1.一种花瓣状微纳米银粉的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将可溶性银盐的溶液第一滴加至弱酸根离子络合剂的溶液中,在第一超声条件下进行络合,得到银盐前驱体溶液;
所述可溶性银盐的溶液的浓度为0.01~10mol/L;所述弱酸根离子络合剂的溶液的浓度为0.01~8mol/L;所述第一滴加的速度为0.01~0.2L/min;所述络合的温度为15~45℃;所述络合的时间为20~60min;
将还原剂的溶液第二滴加至所述银盐前驱体溶液中,在第二超声条件下进行还原反应,得到花瓣状微纳米银粉;
所述还原剂的溶液的浓度为0.01~10mol/L;所述第二滴加的速度为0.05~1L/min;所述还原反应的温度为15~45℃;所述还原反应的时间为10~60min;
所述第一超声和第二超声的频率独立为20~120kHz。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述可溶性银盐包括硝酸银;所述可溶性银盐的溶液的浓度为0.01~8mol/L。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述弱酸根离子络合剂包括柠檬酸、柠檬酸盐、草酸、草酸盐和乙二胺四乙酸钠中的一种或几种;所述弱酸根离子络合剂的溶液的浓度为0.01~5mol/L。
4.根据权利要求1~3任一项所述的制备方法,其特征在于,所述可溶性银盐和弱酸根离子络合剂的摩尔比为1:(0.1~5)。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述还原剂包括水合肼、羟胺和硼氢化钠中的一种或几种;所述还原剂的溶液的浓度为0.01~8mol/L;所述还原剂的溶液的pH值为8~13。
6.根据权利要求1或2或5所述的制备方法,其特征在于,所述可溶性银盐和还原剂的摩尔比为1:(0.1~10)。
7.根据权利要求1或3或5所述的制备方法,其特征在于,所述第一滴加的速度为0.05~0.15L/min;所述第二滴加的速度为0.05~0.5L/min。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述第一超声和第二超声的频率独立为30~100kHz。
9.根据权利要求1或8所述的制备方法,其特征在于,所述络合的温度为20~40℃;所述络合的时间为30~50min;
所述还原反应的温度为20~40℃;所述还原反应的时间为15~30min。
10.权利要求1~9任一项所述制备方法制备的花瓣状微纳米银粉,其特征在于,所述花瓣状微纳米银粉的平均粒径为0.5~5μm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211149290.7A CN115464148B (zh) | 2022-09-21 | 2022-09-21 | 一种花瓣状微纳米银粉的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211149290.7A CN115464148B (zh) | 2022-09-21 | 2022-09-21 | 一种花瓣状微纳米银粉的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115464148A CN115464148A (zh) | 2022-12-13 |
CN115464148B true CN115464148B (zh) | 2023-05-26 |
Family
ID=84334178
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211149290.7A Active CN115464148B (zh) | 2022-09-21 | 2022-09-21 | 一种花瓣状微纳米银粉的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115464148B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101406960A (zh) * | 2008-09-16 | 2009-04-15 | 上海第二工业大学 | 一种花状分层次纳米结构铁磁性金属单质微球的制备方法 |
JP2015110826A (ja) * | 2013-10-28 | 2015-06-18 | 住友金属鉱山株式会社 | 銀粉の製造方法 |
CN106424752A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-02-22 | 清华大学深圳研究生院 | 具有花朵状微观结构的银粉及其制备方法、导电油墨 |
CN109128211A (zh) * | 2018-08-16 | 2019-01-04 | 山东大学 | 水溶液体系中制备微纳米银颗粒的方法 |
CN114888299A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-08-12 | 苏州大学 | 一种西兰花状微纳米银的制备方法及其应用 |
-
2022
- 2022-09-21 CN CN202211149290.7A patent/CN115464148B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101406960A (zh) * | 2008-09-16 | 2009-04-15 | 上海第二工业大学 | 一种花状分层次纳米结构铁磁性金属单质微球的制备方法 |
JP2015110826A (ja) * | 2013-10-28 | 2015-06-18 | 住友金属鉱山株式会社 | 銀粉の製造方法 |
CN106424752A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-02-22 | 清华大学深圳研究生院 | 具有花朵状微观结构的银粉及其制备方法、导电油墨 |
CN109128211A (zh) * | 2018-08-16 | 2019-01-04 | 山东大学 | 水溶液体系中制备微纳米银颗粒的方法 |
CN114888299A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-08-12 | 苏州大学 | 一种西兰花状微纳米银的制备方法及其应用 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
微波场中纳米银粉的制备工艺研究;周家霆;《工程科技Ⅰ辑》(第6期);全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115464148A (zh) | 2022-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110434355B (zh) | 一种高振实密度高分散性球形银粉的制备方法 | |
CN108555312B (zh) | 一种片状银粉的制备方法 | |
CN110355380B (zh) | 一种六方片状微米晶银粉的制备方法 | |
KR100954425B1 (ko) | 연속식 용액환원에 의해 은 분말을 제조하는 방법 | |
CN109019656B (zh) | 纳米稀土氧化物粉体的生产方法 | |
CN107377993B (zh) | 一种金属纳米线、分散液及其制备方法 | |
CN103817346A (zh) | 一种形貌可控的三角形片状纳米银粉制备方法 | |
US20240300011A1 (en) | Metal particle as well as preparation method therefor and use thereof | |
Bing et al. | Preparation of micro-sized and uniform spherical Ag powders by novel wet-chemical method | |
CN115805318B (zh) | 一种高指数晶面暴露型银粉及其制备方法和应用 | |
CN113600825A (zh) | 一种微米级球形银粉及其制备方法 | |
CN115464148B (zh) | 一种花瓣状微纳米银粉的制备方法 | |
CN117047121B (zh) | 银粉的制备方法 | |
CN115488348B (zh) | 一种具有藤蔓状结构的金属纳米粉及其制备方法和应用 | |
CN115283686B (zh) | 一种均匀稳定多枝金纳米颗粒的室温种子介导生长法 | |
CN107777718A (zh) | 一种y2o3纳米粉体及其制备方法 | |
CN115028451B (zh) | 一种氧化铽纳米粉体的制备方法 | |
CN115446325B (zh) | 一种具有多级分枝结构的金属粉末及其制备方法 | |
CN106334802A (zh) | 具有海绵状微观结构的金属粉末及其制备方法、导电材料 | |
CN113000852A (zh) | 一种亚微米级或微米级单分散单晶导电金球及其制备方法 | |
CN113547132A (zh) | 一种水热法制备纳米银粉的方法及纳米银粉 | |
CN112191860A (zh) | 一种连续调节金纳米颗粒表面粗糙度的化学合成方法 | |
JP3878867B2 (ja) | インジウム水酸化物及び酸化物 | |
CN115846648B (zh) | 具有龟裂状粗糙表面结构的高活性球形银粉及其制备方法 | |
JP5416979B2 (ja) | 銅粉およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |