專利名稱：一種粒度均勻超細(xì)銀粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池正極銀漿的微細(xì)銀粉的制備方法，特別涉及一種粒度均勻超細(xì)銀粉的制備方法。
背景技術(shù)：
銀粉是一種重要的貴金屬粉末，廣泛應(yīng)用于催化劑、抗菌材料、醫(yī)藥材料、電子漿料等領(lǐng)域。其中，銀粉在電子漿料中的應(yīng)用最引人關(guān)注。由于金屬銀具有良好的導(dǎo)電性，銀可以成為制作電子漿料和導(dǎo)電圖層的主要原料，隨著我國電子工業(yè)的快速發(fā)展，以及太陽能電池作為一種新型能源的廣泛普及，銀粉市場的需求潛力越來越大。銀粉的形貌及粒徑分布決定其作為導(dǎo)電圖層的效率高低。制備微細(xì)粒子的主要方法分為固相法、氣相法和液相法。其中液相法具有設(shè)備簡單、原料容易獲得、產(chǎn)率高、化學(xué)組成控制準(zhǔn)確等特點(diǎn)，已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。化學(xué)還原法是液相法最重要的方面，現(xiàn)在工業(yè)上所用微細(xì)銀粉大多采用此法制備?；瘜W(xué)還原法制備所得的銀粉顆粒的特點(diǎn)在于粒子表面包有一層表面活性劑分子，使粒子間不易團(tuán)聚；同時(shí)，通過選擇不同的還原劑和表面活性劑可以控制微粒的粒徑。在還原劑方面，還原劑的強(qiáng)弱決定了反應(yīng)時(shí)晶核生成的數(shù)量。強(qiáng)還原劑傾向于形成更多的晶核，而弱還原劑則更促進(jìn)晶核的長大。該領(lǐng)域?qū)λ想?、抗壞血酸等?qiáng)還原劑研究較完善，但對(duì)于弱還原劑則無經(jīng)驗(yàn)可循。查閱近十年的專利可發(fā)現(xiàn)一種超細(xì)球形銀粉的制備方法，包括制備硝酸銀溶液、 還原劑，該方法包括以下步驟調(diào)整硝酸銀溶液的濃度；調(diào)節(jié)硝酸銀溶液的PH值到1-7 ；制備還原劑混合溶液；將還原劑混合溶液調(diào)控至與硝酸銀溶液相近溫度后，再攪拌條件下將還原及混合溶液與硝酸銀溶液混合進(jìn)行反應(yīng)，用去離子水洗滌反應(yīng)后的沉淀物，再用無水乙醇洗滌1-2次；在50-80°C真空下烘干，就可得0. 3 3. Ομπι的不同粒徑的球形銀粉。 (劉秉寧，張文華，李海彪，馬淑珍。超細(xì)球形銀粉的制備方法，公開號(hào)CN1387968，申請日 2001年5月沈日)。該方法的缺點(diǎn)是銀粉粒徑分布不均勻，并且工藝效率低，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種銀粉振實(shí)密度高、單分散性好、表面光滑，比表面積小并且易于大規(guī)模生產(chǎn)的粒度均勻超細(xì)銀粉的制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種粒度均勻超細(xì)銀粉的制備方法，其特征在于，將硝酸銀-乙二胺混合液和含有酒石酸鉀、保護(hù)劑和穩(wěn)定劑的混合還原液均勻混合反應(yīng)，所得沉淀經(jīng)清洗干燥后即為粒度均勻超細(xì)球形銀粉。所述的硝酸銀-乙二胺混合液中含硝酸銀34-42. 5g/L，乙二胺24. 04-30. 05g/L。
所述的混合還原液的組分及含量為硝酸銀摩爾量0. 55-0. 7倍的酒石酸鉀、5-15 倍作為保護(hù)劑的阿拉伯樹膠、以及2g-2. 5g/L作為穩(wěn)定劑的納米金膠。所述的混合反應(yīng)是指在恒溫水浴35-70°C下，反應(yīng)10-60min，待反應(yīng)后沉降 10-12小時(shí)候?qū)⑸锨宸磻?yīng)液倒去取其沉淀。所述的混合反應(yīng)中涉及的容器均在70-82°C下，100-200g/L Na0H,50-120ml/LH202 的溶液中清洗10-20min，然后用去離子水洗凈。所述的清洗干燥是指將混合反應(yīng)的沉淀用去離子水清洗至電導(dǎo)率2-5uS/cm，再用無水酒精或丙酮清洗2-4次，最后在鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)40-75°C，干燥5-12小時(shí)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明率先采用弱還原劑酒石酸鉀制備銀粉，通過對(duì)條件的控制來改變銀粉的形貌，并得到了較為分散，粒度均勻的微細(xì)銀粉。本發(fā)明所制得銀粉振實(shí)密度高、粒徑分散范圍窄、其顆粒球形度高，表面光滑，比表面積小并且易于大規(guī)模生產(chǎn)。


圖1為采用本發(fā)明方法制得的銀粉的電鏡圖；圖2為采用本發(fā)明方法制得的銀粉的另一電鏡圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例1對(duì)所用反應(yīng)用容器、攪拌棒等，均應(yīng)該在75°C下，150g/LNa0H、50ml/L H202的溶液中煮15min。充分使反應(yīng)器表面羥基化，避免反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生銀鏡。清洗后的反應(yīng)器應(yīng)用去離子水洗凈。配制銀氨溶液，其中硝酸銀34g/L、乙二胺溶液M.04g/L。配制混合還原液，酒石酸鉀^g/L、阿拉伯樹膠2g/L、納米金膠2g/L用去離子水配制成混合還原液500mL。在恒溫水浴條件下，將銀乙二胺氨溶液和混合還原液均勻混合進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度在70°C，反應(yīng)時(shí)間lOmin。將反應(yīng)后的溶液轉(zhuǎn)移至另一個(gè)干凈的燒杯中，靜置沉降12小時(shí)，將上清液倒去，然后把沉淀的銀粉用去離子水清洗至電導(dǎo)率3 μ s/cm，再用無水酒精清洗2次。將洗凈的銀粉在鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)35°C，干燥12小時(shí)。最后將干燥后的銀粉進(jìn)行打粉，過篩網(wǎng)即可成粉。如圖1-2所示，實(shí)施例1所制出銀粉，振實(shí)密度:4. 5g/ml比表面積0. 63m2/gD50 1. 87um和很窄的粒度分布。實(shí)施例2對(duì)所用反應(yīng)用容器、玻璃棒等，均應(yīng)該在80°C下，150g/LNa0H、50ml/LH202的溶液中煮lOmin。充分使反應(yīng)器表面羥基化，避免反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生銀鏡。清洗后的反應(yīng)器應(yīng)用去離子水洗凈。配制銀乙二胺氨溶液，其中硝酸銀42.5g/L、乙二胺30.05g/L。配制混合還原液， 酒石酸鉀32. 5g/L、阿拉伯樹膠2. 5g/L、納米金膠2. 5g/L用去離子水配制成500mL混合還原液。在恒溫水浴條件下，將銀氨溶液和混合還原液均勻混合進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度在 40°C，反應(yīng)時(shí)間30min。將反應(yīng)后的溶液轉(zhuǎn)移至另一個(gè)干凈的燒杯中，靜置沉降12小時(shí)后將上清反應(yīng)液倒去，然后把沉淀的銀粉用去離子水清洗至電導(dǎo)率5 μ s/cm，再用無水酒精清洗 3次。將洗凈的銀粉在鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)35°C，干燥12小時(shí)。最后將干燥后的銀粉進(jìn)行打粉， 過篩網(wǎng)即可成粉。實(shí)施例2所制出銀粉，振實(shí)密度:4. 7g/ml比表面積0. 51m2/g D50 2. 02um和很窄的粒度分布。實(shí)施例3對(duì)所用反應(yīng)用容器、攪拌槳等，均應(yīng)該在82°C下，175g/LNa0H、50ml/LH202的溶液中煮lOmin。充分使反應(yīng)器表面羥基化，避免反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生銀鏡。清洗后的反應(yīng)器應(yīng)用去離子水洗凈。配制銀乙二胺氨溶液，其中硝酸銀37.4g/L、乙二胺^5.5g/L。配制混合還原液。 酒石酸鉀28. 6g/L、阿拉伯樹膠2. 2g/L、納米金膠2. 2g/L用去離子水配制成500mL混合還原液。在恒溫水浴，將銀氨溶液和混合還原液均勻混合進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度在35°C反應(yīng)時(shí)間60min。對(duì)反應(yīng)后的銀粉進(jìn)行后處理。待反正后沉降12小時(shí)后將上清反應(yīng)液倒去，然后把沉淀的銀粉用去離子水清洗至電導(dǎo)率2 μ s/cm，再用酒精清洗2次。將洗凈的銀粉在鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)35°C，干燥12小時(shí)。最后將干燥后的銀粉進(jìn)行打粉，過篩網(wǎng)即可成粉。實(shí)施例3所制出銀粉，振實(shí)密度:4. 3g/ml比表面積0. 43m2/g D50 1. 76um和很窄的粒度分布。
權(quán)利要求
1.一種粒度均勻超細(xì)銀粉的制備方法，其特征在于，將硝酸銀-乙二胺混合液和含有酒石酸鉀、保護(hù)劑和穩(wěn)定劑的混合還原液均勻混合反應(yīng)，所得沉淀經(jīng)清洗干燥后即為粒度均勻超細(xì)球形銀粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粒度均勻超細(xì)銀粉的制備方法，其特征在于，所述的硝酸銀-乙二胺混合液中含硝酸銀34-42. 5g/L，乙二胺24. 04-30. 05g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粒度均勻超細(xì)銀粉的制備方法，其特征在于，所述的混合還原液的組分及含量為硝酸銀摩爾量0. 55-0. 7倍的酒石酸鉀、5-15倍作為保護(hù)劑的阿拉伯樹膠、以及2g-2. 5g/L作為穩(wěn)定劑的納米金膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粒度均勻超細(xì)銀粉的制備方法，其特征在于，所述的混合反應(yīng)是指在恒溫水浴35-70°C下，反應(yīng)10-60min，待反應(yīng)后沉降10-12小時(shí)候?qū)⑸锨宸磻?yīng)液倒去取其沉淀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粒度均勻超細(xì)銀粉的制備方法，其特征在于，所述的混合反應(yīng)中涉及的容器均在70-82°C下，100-200g/L Na0H、50-120ml/L H2O2的溶液中清洗 10-20min，然后用去離子水洗凈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粒度均勻超細(xì)銀粉的制備方法，其特征在于，所述的清洗干燥是指將混合反應(yīng)的沉淀用去離子水清洗至電導(dǎo)率2-5uS/cm，再用無水酒精或丙酮清洗2-4次，最后在鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)40-75°C，干燥5-12小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種粒度均勻超細(xì)銀粉的制備方法，將硝酸銀-乙二胺混合液和含有酒石酸鉀、保護(hù)劑和穩(wěn)定劑的混合還原液均勻混合反應(yīng)，所得沉淀經(jīng)清洗干燥后即為粒度均勻超細(xì)球形銀粉。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所制得銀粉振實(shí)密度高，粒徑分散范圍窄，其顆粒球形，粒徑微小，比表面積小并且易于大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B22F9/24GK102328094SQ20111030126
公開日2012年1月25日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者宗志杰, 延陽, 王新, 胡曉斌, 趙斌元, 陳冉 申請人:上海交通大學(xué)