專利名稱：一種制備超細銀粉的微波加熱還原工藝的制作方法
一種制備超細銀粉的微波加熱還原工藝技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是涉及一種超細銀粉的微波水熱還原的制備方法，具體地說，是涉及一種超細銀粉的微波水熱還原制備工藝，屬于粉體材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著超細銀粉在電子、化工、環(huán)保、冶金、能源等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對超細銀粉的需求也愈來愈多。目前制備超細銀粉的方法主要有化學還原法和機械粉碎法，其中以化學法為主。
對于化學法制備超細銀粉，還原劑的選取是工藝過程的重要環(huán)節(jié)，按熱力學分析， 銀還原過程中，能夠從溶液中直接還原出銀的還原劑種類很多，但要制備超細，就必須選取合適的還原劑和恰當?shù)墓に囘^程?，F(xiàn)已報道的制備銀粉的還原劑有抗壞血酸、甲醛、甲酸、 過氧化氫、硼氫化鈉、葡萄糖等。在CN1387968A中，用抗壞血酸鹽作為還原劑，通過使用大量的表面活性劑如司本-80等，制備0. l-5um的球形銀粉，但銀粉顆粒大小不均勻，粒度分布較大。在CN1700360A中也有類似的情況發(fā)生。其主要原因是反應(yīng)體系的配方優(yōu)化及工藝過程的參數(shù)如溫度、酸堿度變化或不均勻。
常規(guī)的化學反應(yīng)加熱方法為電阻爐加熱法，該法的熱能主要通過熱板和反應(yīng)容器之間的接觸而傳遞，然后通過反應(yīng)液的對流或攪拌的方法使整體反應(yīng)液達到溫度均勻。實際上，這種加熱方法很難消除溶液內(nèi)部的溫度局部不均勻性。微波是一種高頻電磁波，能夠透射到反應(yīng)溶液中，通過溶液分子的電磁振蕩，增加分子的運動，產(chǎn)生熱量。與常規(guī)加熱方法不同，微波加熱能使溶液內(nèi)外部幾乎同時加熱升溫，形成體熱源狀態(tài)，不僅縮短了常規(guī)加熱中的熱傳導時間，而且溶液內(nèi)外加熱均勻一致。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種制備超細銀粉的微波水熱還原工藝方法，以克服現(xiàn)有制備超細銀粉技術(shù)所存在的缺陷和滿足市場的需求。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用微波水熱還原工藝方法縮小超細銀粉粒徑分布及產(chǎn)品的穩(wěn)定性，具體實施步驟包括
(1)將含有油酸、表面活性劑和抗壞血酸的混合水溶液在惰性氣體或氮氣保護的無氧條件下，開啟微波加熱至25 65°C恒溫；混合水溶液中油酸的含量為0. 25wt% Iwt %，抗壞血酸含量為0. 25 1. 5mol/L ；表面活性劑的含量為6 25g/L，優(yōu)選為10 20g/L ；表面活性劑優(yōu)選為十六烷基三甲基溴化銨；
(2)緩慢滴加硝酸銀氨水混合液，滴加速度為1 15ml/min，優(yōu)選為3 8ml/min ； 通過還原反應(yīng)生成超細銀粉；銀離子、NH4OH與抗壞血酸的摩爾比為1 0. 1 4 0. 1 3，優(yōu)選為1 0.2 1 0.2 2 ；所述硝酸銀氨水混合液中，銀離子含量為0.5 2. 5mol/ L, NH4OH 的含量為 0. 25 2mol/L ；
(3)滴加結(jié)束后繼續(xù)在無氧條件下反應(yīng)20 60min，取沉淀洗滌干燥；可分別用去離子水和無水乙醇洗滌，然后真空干燥，40 60°C烘干。
上述所提到的溶液，配制時所用水均為沸騰后冷卻的去離子水，以便去除水中的溶解氧。
本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在1.采用微波加熱，能使溶液內(nèi)外部幾乎同時加熱升溫，升溫快且均勻，有利于超細粉體的粒徑分布，所得到的超細銀粉粒徑0. 1 4 μ m，主要分布在0. 2 2 μ m ；
2.工藝簡便，重現(xiàn)性好，便于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)；
3.所制備的超細銀粉純度高，分散性好，是電子漿料及太陽能電極銀漿的理想材料，純度可以達到99. 9%以上。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細、完整地說明
實施例1
(一)溶液配制
分別配制濃度為0. 8wt%油酸水溶液；1. 5mol/L硝酸銀水溶液；0. 5mol/L的NH4OH 水溶液和2mol/L的抗壞血酸水溶液。(注意配液所用水均為沸騰后冷卻的去離子水，以便去除水中的溶解氧)。
(二)溶液混合及裝置連接
將40ml油酸水溶液裝入250ml三孔燒瓶中，加入Ig十六烷基三甲基溴化銨，并使之溶解，然后加入40ml抗壞血酸水溶液，充分混勻。置入微波加熱裝置中，三孔燒瓶中通入氬氣攪拌，以防氧氣溶解。將40ml氨水溶液和40ml硝酸銀水溶液混合，該混合液用滴加裝置與三孔燒瓶連接。
(三)微波加熱恒溫還原反應(yīng)
開啟微波加熱恒溫至25°C，將硝酸銀氨水混合液緩慢滴加至三孔燒瓶，滴加速度為3ml/min，通過還原反應(yīng)生成超細銀粉。滴加結(jié)束后，繼續(xù)通氬氣攪拌反應(yīng)半個小時。
(四)制備超細銀粉
將上述反應(yīng)液離心分離得到銀粉沉淀，先用去離子水洗滌4次，然后用無水乙醇洗滌4次。最后在真空干燥箱中于50°C烘干，即得到超細銀粉。
所得超細銀粉的掃描電鏡形貌如

圖1所示；粒徑分布如圖2所示，所得到的超細銀粉粒徑0. 1 3.5 μ m，主要分布在0. 2 2μ ;純度在99. 9%以上。
實施例2
(一 )溶液配制
分別配制濃度為1. 5wt%油酸水溶液；4mol/L硝酸銀水溶液；3mol/L的NH4OH水溶液和0. 8mol/L的抗壞血酸水溶液。(注意配液所用水均為沸騰后冷卻的去離子水，以便去除水中的溶解氧)。
( 二)溶液混合及裝置連接
將40ml油酸水溶液裝入250ml三孔燒瓶中，加入1. 5g十六烷基三甲基溴化銨，并使之溶解，然后加入40ml抗壞血酸水溶液，充分混勻。置入微波加熱裝置中，三孔燒瓶中通入氬氣攪拌，以防氧氣溶解。將40ml氨水溶液和40ml硝酸銀水溶液混合，該混合液用滴加4裝置與三孔燒瓶連接。
(三)微波加熱恒溫還原反應(yīng)
開啟微波加熱恒溫至50°C，將硝酸銀氨水混合液緩慢滴加至三孔燒瓶，滴加速度為8ml/min，通過還原反應(yīng)生成超細銀粉。滴加結(jié)束后，繼續(xù)通氬氣攪拌反應(yīng)半個小時。
(四)制備超細銀粉
將上述反應(yīng)液離心分離得到銀粉沉淀，先用去離子水洗滌4次，然后用無水乙醇洗滌4次。最后在真空干燥箱中于50°C烘干，即得到超細銀粉。
所得超細銀粉的掃描電鏡形貌如圖3所示；粒徑分布如圖4所示，所得到的超細銀粉粒徑0. 1 4μ ，主要分布在0. 2 2μ ;純度在99. 9%以上。
權(quán)利要求
1.一種制備超細銀粉的微波加熱還原反應(yīng)工藝，其特征在于，具體步驟包括(1)將含有油酸、表面活性劑和抗壞血酸的混合水溶液在惰性氣體或氮氣保護的無氧條件下，開啟微波加熱至25 65°C恒溫；混合水溶液中油酸的含量為0. 25% 1%，抗壞血酸含量為0. 25 1. 5mol/L ；表面活性劑的含量為6 25g/L ；(2)緩慢滴加硝酸銀氨水混合液，銀離子、NH4OH與抗壞血酸的摩爾比為1 0. 1 4 0. 1 0. 6 ；(3)滴加結(jié)束后繼續(xù)在無氧條件下反應(yīng)20 60min，取沉淀洗滌干燥。
2.權(quán)利要求1所述制備超細銀粉的微波加熱還原反應(yīng)工藝，其特征在于，所述的溶液都用除氧的去離子水配制。
3.權(quán)利要求1所述制備超細銀粉的微波加熱還原反應(yīng)工藝，其特征在于，步驟O)中， 硝酸銀氨水混合液的滴加速度為1 15ml/min。
4.權(quán)利要求1所述制備超細銀粉的微波加熱還原反應(yīng)工藝，其特征在于，步驟O)中， 硝酸銀氨水混合液的滴加速度為3 Sml/min
5.權(quán)利要求1所述制備超細銀粉的微波加熱還原反應(yīng)工藝，其特征在于，步驟(2)所述硝酸銀氨水混合液中，銀離子含量為0. 5 2. 5mol/L, NH4OH的含量為0. 25 2mol/L，；
6.權(quán)利要求1所述制備超細銀粉的微波加熱還原反應(yīng)工藝，其特征在于，步驟(1)所述的表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨。
7.權(quán)利要求1或6所述制備超細銀粉的微波加熱還原反應(yīng)工藝，其特征在于，步驟(1) 所述的表面活性劑含量為10 20g/L。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備超細銀粉的微波加熱還原工藝，所述工藝包括，將含有油酸、表面活性劑和抗壞血酸的混合水溶液在惰性氣體或氮氣保護的無氧條件下，微波加熱至25～65℃恒溫，再滴加硝酸銀氨水混合液，發(fā)生還原反應(yīng)；再經(jīng)分離洗滌和真空干燥處理過程，得到粒徑分布均勻的超細銀粉。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在1.采用微波加熱，能使溶液內(nèi)外部幾乎同時加熱升溫，升溫快且均勻，有利于超細粉體的粒徑分布；2.工藝簡便，重現(xiàn)性好，便于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)；3.所制備的超細銀粉純度高，分散性好，是電子漿料及太陽能電極銀漿的理想材料。
文檔編號B22F9/24GK102513543SQ20111040020
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者劉繼華, 呂雅萍, 周臻元, 錢士強 申請人:上海工程技術(shù)大學