【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及银粉的制备，特别涉及一种亚微米类球状银粉的制备方法。
技术介绍
1、亚微米银粉由于其特殊的尺寸效应、体积效应和表面效应，使其在电子元器件制造、电镀、焊膏、电子浆料和光伏发电等行业被广泛应用。特别是随着电子元件向微型化和高性能方向的发展，对金属银粉的粒径尺寸、低烧结活性、分散性、结晶度等性能指标提出了更高的要求。
2、亚微米银粉是指粒径尺寸介于0.1 -1.0μm类球状银粉颗粒。目前亚微米银粉的制备方法分为物理法和化学法。其中物理法(等离子旋转电极法、气体雾化法和离子镀法等)对设备要求高，其生产成本较高，产业化生产难度高。化学法中液相还原法是制备亚微米银粉最主流的合成方法，因为其制备工序简单，易操作，成本低，易实现工业化放大。但是，目前液相还原法制备亚微米银粉仍存在不足，如粒径控制的稳定性和一致性差，银粉纯度低，制备过程繁琐复杂、不易工业化生产等问题。
3、cn111992734a公开了一种粒径可控的纳米银的制备方法，利用多元醇还原法制备亚微米银粉，但制备温度较高(100-180℃)，产物难以完全干燥分离，而且合成成本较高，不利于工业化应用。
4、cn111922356a公开了一种具有纳米银表面结构的微晶银粉及其制备方法，通过在反应过程中加入大量表面活性剂控制纳米银的生成及实现微晶银表面包覆制备的具有纳米银表面结构的微晶银粉，其工艺较复杂，且利用浓硝酸调节反应物ph，存在较高安全风险。
5、因此，开发一种制备工艺简单、快速、纯度高、分散均匀且粒径可控的亚微米类球状银粉的
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足，提供一种亚微米类球状银粉的制备方法，它可以有效解决现有制备亚微米类球状银粉中存在的问题，如制备工艺复杂，粒径分布宽、粒径控制的稳定性和一致性差，银粉纯度低及结晶度低等不足。本专利技术选用长链有机酸作为辅助剂，在少量表面活性剂保护下即可一步合成出分散均匀、球形度好的亚微米银粉。用该方法制备的亚微米类球状银粉可广泛应用于电子元器件制造、电镀、焊膏、电子浆料和光伏发电等行业。
2、本专利技术的技术方案为：
3、一种亚微米类球状银粉的制备方法，包括如下步骤：
4、(1)将硝酸银溶于去离子水中配成溶液a，备用；
5、(2)将表面活性剂溶于去离子水中配成溶液b，备用；
6、(3)将还原剂溶解于去离子水中配成还原剂溶液c，备用；
7、(4)将长链有机酸溶于去离子水中或乙醇中配成溶液d，备用；
8、(5)将溶液b转移入反应容器中，将溶液c和溶液d分别依次加入，然后加入一定浓度的硝酸银溶液，调节ph值至4-8，在一定搅拌条件下充分搅拌均匀；
9、(6)在一定搅拌速率和特定温度下，将溶液a以一定速率加入，反应一定时间，制得亚微米级银粉原液；
10、(7)将步骤(6)所得的银粉原液用去离子水和乙醇进行离心、洗涤、烘干和气流分散处理，即可获得所述亚微米类球状银粉。
11、进一步地，所述还原剂选用抗坏血酸、水合肼、硼氢化钠和甲醛中的一种。
12、进一步地，所述的表面活性剂选用pvp、聚乙二醇，聚乙烯醇、阿拉伯树胶、明胶中的一种或多种按一定比例配制。
13、进一步地，所述的长链有机酸选用丹宁酸、芥酸、山俞酸和芸香酸中的一种或多种按一定比例配制。
14、进一步地，所述配制溶液a，溶解温度为25～55℃，搅拌速度为150～250 rpm，搅拌时间为10～30 min；配制溶液b，溶解温度为25～55℃，搅拌速度为250～350 rpm，搅拌时间为20～40 min；所述配制溶液c，溶解温度为25～55℃，搅拌速度为250～350 rpm，搅拌时间为10～30 min；所述配制溶液d，溶解温度为25～55℃，搅拌速度为250～350 rpm，搅拌时间为10～30 min。
15、进一步地，所述溶液a中硝酸银的质量浓度为100～200 g/l。
16、进一步地，所述配制溶液a，滴加速度为20-80 ml/min。
17、进一步地，所述溶液b中表面活性剂的质量浓度为10～40 g/l。
18、进一步地，所述配制溶液b，滴加速度为20-50 ml/min。
19、进一步地，所述溶液c中还原剂的质量浓度为50～100 g/l。
20、进一步地，所述配制溶液c，滴加速度为20-80 ml/min。
21、进一步地，所述溶液d中长链有机酸的质量浓度为10～20 g/l。
22、进一步地，所述一定硝酸银溶液浓度为1～5 g/l，滴加速度为20-40 ml/min。
23、进一步地，所述ph调节剂为硝酸、硫酸、氨水、氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠中的一种或多种。
24、本专利技术涉及的机理包括：
25、本专利技术以长链有机酸作为介导，通过形成长链有机羧酸银复合物来控制部分银离子的还原速率，同时通过分步分量添加硝酸银，最终实现亚微米级银粉的可控制备，其涉及的反应机理具体如下所示；
26、c6h8o6+2agno3＝c6h6o6+2ag↓+hno3(1)
27、r-cooh+ag+→r-cooag↓+h+(2)
28、r-cooag+c6h8o6→c6h6o6+2ag↓+r-cooh(3)
29、本专利技术中(抗坏血酸为还原剂为例)存在3个主要的化学反应(反应式(1)、(2)和(3))，反应初期加入少量的硝酸银溶液，在引入少量长链有机酸辅助条件下(反应式(2)和(3))，其中部分银离子会与长链有机羧酸根离子反应生成有机羧酸银复合物，然后有机羧酸银复合物中的银离子被抗坏血酸还原成银原子。由于长链有机酸复合银离子和非复合的游离银离子的氧化还原电势不同，游离的银离子会优先被还原出来，还原反应初始时会有一个快速成核阶段，形成晶种效应；相继，有机羧酸银复合物中的银离子被还原析出成为银原子，该部分银原子又作为形核点生成银晶种，以上两者形成双晶种效应，生成大量的银晶种。随后，当大量的硝酸银以一定速率加入时，为银晶种继续生长提供了大量的银源，同时在表面活性剂和长链有机酸基团的共同保护下，银晶种最终生长为亚微米银粉，具体合成机制如图1所示。基于以上反应机理，本专利技术仅通过控制反应体系中硝酸银、表面活性剂与长链有机酸的配比，即可成功制备出分散性良好的亚微米银粉。
30、本专利技术的有益效果如下：
31、(1)本专利技术的方法由于长链有机酸的介入，在长链有机羧酸辅助下，形成双晶种效应，最终成功合成出粒径分布窄、分散均匀的亚微米银粉，粒径范围可控制在0.1～0.8μm；
32、(2)本专利技术的方法由于采用分步分量添加硝酸银的方式，有效控制了银晶种的形核和生长，该技术方案只需再添加少量表面活性剂，即可制备出分散性良好的亚微米类球状银粉，该方法制备工本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种亚微米类球状银粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种亚微米类球状银粉的制备方法，其特征在于，所述还原剂选用抗坏血酸、水合肼、硼氢化钠、甲醛中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种亚微米类球状银粉的制备方法，其特征在于，所述的表面活性剂选用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇、聚乙烯醇、阿拉伯树胶、明胶中的一种或按一定比例配制的多种。
4.根据权利要求1所述的一种亚微米类球状银粉的制备方法，其特征在于，所述的长链有机酸选用丹宁酸、芥酸、山俞酸和芸香酸中的一种或按一定比例配制的多种。
5.根据权利要求1所述的一种亚微米类球状银粉的制备方法，其特征在于，所述溶液a中硝酸银的质量浓度为100～200g/L，所述溶液b中表面活性剂的质量浓度为10～40g/L；所述溶液c中还原剂的质量浓度为50～200g/L；所述溶液d中长链有机酸的质量浓度为10～20g/L；所述一定硝酸银溶液浓度为1～5g/L。
6.根据权利要求1所述的一种亚微米类球状银粉的制备方法，其特征在于，所述配制溶液a，溶解温度为2
7.根据权利要求1所述的一种亚微米银粉的制备方法，其特征在于，所述pH调节剂为硝酸、硫酸、氨水、氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠中的一种或多种。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种亚微米类球状银粉的制备方法，其特征在于，所述还原剂溶液a的滴加速度为20～80mL/min，反应温度为25～70℃，时间为10～30min。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的一种亚微米类球状银粉的制备方法制备得到的亚微米类球状银粉，其特征在于，所述亚微米类球状银粉的粒径范围为0.1～0.8μm，振实密度为2.2～3.5g/cm3，比表面积为0.67～0.91m2/g，烧损＜0.1％。
10.一种根据权利要求9所述的一种亚微米类球状银粉在电镀、焊膏、电子浆料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种亚微米类球状银粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种亚微米类球状银粉的制备方法，其特征在于，所述还原剂选用抗坏血酸、水合肼、硼氢化钠、甲醛中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种亚微米类球状银粉的制备方法，其特征在于，所述的表面活性剂选用聚乙烯吡咯烷酮(pvp)、聚乙二醇、聚乙烯醇、阿拉伯树胶、明胶中的一种或按一定比例配制的多种。
4.根据权利要求1所述的一种亚微米类球状银粉的制备方法，其特征在于，所述的长链有机酸选用丹宁酸、芥酸、山俞酸和芸香酸中的一种或按一定比例配制的多种。
5.根据权利要求1所述的一种亚微米类球状银粉的制备方法，其特征在于，所述溶液a中硝酸银的质量浓度为100～200g/l，所述溶液b中表面活性剂的质量浓度为10～40g/l；所述溶液c中还原剂的质量浓度为50～200g/l；所述溶液d中长链有机酸的质量浓度为10～20g/l；所述一定硝酸银溶液浓度为1～5g/l。
6.根据权利要求1所述的一种亚微米类球状银粉的制备方法，其特征在于，所述配制溶液a，溶解温度为25～55℃，搅拌速度为150～250rp...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛华明，杨宏伟，尹俊刚，
申请(专利权)人：云南贵金属实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：
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