CN1180909C - 树枝状超细银粉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种树枝状超细银粉，其平均团聚尺寸为1-10μm，单个枝的尺寸大小为40nm-300nm。该树枝状超细银粉是这样制备的，首先制备超细铜粉，然后在超细铜粉的悬浊液中加入定量的高分子保护的银离子，使银离子与铜发生置换反应，即得到树枝状超细的纯银粉。所说的树枝状超细银粉。采用GB15979-1995的方法对所获得的树枝状超细银粉进行抗菌实验，结果为：银粉的浓度为100ppm，菌浓度小于10⁷/ml数量级时杀菌率可达100%。制成某种导电涂料时其导电性能极优。由于制备方法十分简单，易于工业化生产，该方法具有十分广阔的应用前景。

Description

树枝状超细银粉及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种金属超细粉末及其制备方法，特别涉及一种形貌为树枝状的具有抗菌和导电性能的超细银粉。

背景技术

金属超微粒子或超细粉末是金属原子集结而成的金属簇，既与金属整体不同，又与金属原子有所区别，是介于金属固体与金属原子之间的亚稳态。由于金属粒子的超细化，具有粒径小，表面积大的特点，因此，具有很多特殊的性能，尤其可以作为一种高活性、高选择性的催化剂。有很多文献对此作了详细的报导；另外文献“华东理工大学学报”Vol.22，No.2 221-226(1996)中赵斌、马海燕报导了“银超细粉末的制备”；“涂料技术”2000，1，40-44中赵斌、张国庆报导了“超细银粉在导电涂料中的应用”；“贵金属”Vol.19，No.4 50-53(1998)张文钲、张羽天报导了“载银抗菌材料及制品”等分别介绍了颗粒状或片状的超细银粉的制备方法及银在抗菌剂、导电涂料中的应用。实际超细银粉有多种形貌，如球形、片状、多边形、树枝状、棒状等等。由于形貌、大小的不同，其性能也不完全相同。实验证明，树枝状超细银粉的抗菌性能和导电性能较为突出。而上述文献所提供的技术不能确保所获得的超细银粉完全具有树枝状的形态，从而影响了超细银粉作为抗菌剂和导电材料的应用效果。因此，开发导电性能、抗菌性能优良的树枝状超细银粉的制备技术有着十分重要的现实意义。

发明内容

本发明需要解决的技术问题在于公开一种树枝状超细银粉及其制备方法，以克服现有技术存在的不能确保所获得的超细银粉完全具有树枝状形态、从而影响其作为抗菌剂和导电粉等应用效果的缺陷。

本发明的构思是这样的：

首先参照现有技术制备超细铜粉，然后在超细铜粉的悬浊液中加入定量的高分子保护的银离子，使银离子和铜发生置换反应，即得到树枝状超细的纯银粉。

本发明的树枝状超细的纯银粉其平均团聚尺寸为1-10μm，单个枝的尺寸大小为40nm-300nm。

树枝状超细银粉的制备方法包括如下步骤：

(1)首先采用文献“华东理工大学学报”Vol.23，No.3 372-376(1997)中赵斌、刘志杰等报导的“超细铜粉的水合肼还原法制备及其稳定性研究“所公开的技术制备超细铜粉，其粒径为100nm-10μm范围内；

(2)将高分子保护剂含量为8-32g/L，硝酸银含量为0.5mol/L的混合液滴加到铜粉的悬浊液中，滴加量用银与铜的摩尔比进行控制，一般为银∶铜＝(2～2.5)∶1；以银铜比为(2～2.2)∶1为最佳；

(3)20-40℃下搅拌反应0.5-1小时，采用常规的方法进行液固分离，如过滤或干燥等，即可制得树枝状超细银粉。

所说的高分子保护剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、明胶、可溶性淀粉等可溶性高分子中一种或一种以上，高分子保护剂的作用是确保银粉的形貌为树枝状和呈超细粉体。高分子保护剂用量太少，粉体易团聚；用量太多，则将增加成本。优选的高分子保护剂为PVP，其次为淀粉。

步骤(2)所用的溶剂为水或乙醇及其混合物，优选的溶剂为水。

采用GB15979-1995的方法对所获得的树枝状超细银粉进行抗菌实验，结果为：银粉的浓度为100ppm，菌浓度小于10⁷/ml数量级，杀菌率可达100％。制成某种导电涂料时其导电性能极优。其方块电阻可达10^-3Ω以上。由于本发明的银粉制备方法十分简单，易于工业化生产，具有十分广阔的应用前景。

附图说明

图1为树枝状超细银粉的电镜照片

图2为树枝状超细银粉的XRD图谱

图3为树枝状超细银粉的热重曲线

具体实施方式

下面通过实施例对制备过程有关细节作进一步说明。

                           实施例1

超细铜粉的制备：

取37.5g无水硫酸铜及3gPVP加入150ml去离子水使之溶解，另取31.5g水合肼加入150ml去离子水。将两种溶液分别预热至65℃，在搅拌条件下将硫酸铜的PVP溶液滴加至水合肼溶液中，恒温在65℃，并继续搅拌20分钟，可得紫红色粉末，过滤后将粉末用去离子水洗5次，无水乙醇洗涤3次，低温干燥(40℃以下)或直接风干，得超细铜粉。其平均粒径为100nm-10μm范围内。称取上述铜粉0.8g并在75ml去离子水中分散；另取硝酸银4.46g及PVP1.5g配成50ml溶液。把硝酸银的PVP混合溶液滴加到铜粉悬浊液中，控制反应温度在20℃，滴加结束后继续搅拌25分钟，可得灰色粉末。由图1可见，所制得的超细银粉其形貌为树枝状，平均团聚尺寸为8.14μm，单个枝片大小为55nm。

由图2可见，所制得的树枝状超细银粉的XRD图谱中只含有银的特征峰，并无铜的特征峰，置换反应进行得完全，制得的是超细纯银粉。

由图3可见，树枝状超细银粉在室温至800℃升温过程中没有增重现象，超细银粉未被氧化，热稳定性好，并且不含有铜粉，也不是铜银双金属粉。(后两者在此范围内均有增重现象。)

                         实施例2

采用实施例1的方法，其中PVP的用量为4.0g，所制得的树枝状超细银粉平均团聚体尺寸为7.2μm。

                         实施例3

采用实施例1的方法，将PVP改为淀粉，用量为1.0g，所制得的树枝状超细银粉平均团聚粒径为6.6μm。

                          实施例4

采用实施例1的方法，仅将反应温度由20℃改为40℃，所制得的树枝状超细银粉平均团聚体粒径为7.1μm。

                          实施例5～6

采用实施例1的方法，仅将银铜的配比改为2.1，2.2，所制得的树枝状超细银粉平均团聚体粒径分别为7.5μm，7.8μm。

                          实施例7～8

采用实施例1的方法，仅将银铜比改为1.8和1.9，所得的粉不是树枝状超细银粉，而是树枝状的超细铜银粉，其平均团聚体的尺寸分别为7.2μm，7.3μm。

Claims (3)

1、一种树枝状超细银粉，其特征在于，该树枝状超细的纯银粉其平均团聚体尺寸为1-10μm，单个枝的尺寸大小为40nm-300nm。

2、权利要求1所述的树枝状超细银粉的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

(1)首先制备超细铜粉，超细铜粉的粒径为100nm-10μm；

(2)将高分子保护剂含量为8-32g/L，硝酸银含量为0.5mol/L的混合液滴加到铜粉的悬浊液中，滴加量摩尔比为银∶铜＝2～2.5∶1；

(3)搅拌反应，反应条件为20-40℃，反应0.5-1小时，然后进行液固分离，即可制得树枝状超细银粉；

步骤(2)中高分子保护剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、明胶或是可溶性淀粉中的一种或一种以上，所用的溶剂为水或乙醇及其混合物。

3、根据权利要求2所述的树枝状超细银粉的制备方法，其特征在于，银铜摩尔比为2～2.2∶1。

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