一种片状纳米银粉的制备方法与流程

本发明涉及纳米银粉制备技术领域，具体涉及一种片状纳米银粉的制备方法。

背景技术：

金属银具有优良的导电性和导热性，在印刷电子、催化、传感等领域被广泛地应用。研究表明,金属纳米材料的性能很大程度上取决于粒子的形状、尺寸、组成、结晶度和结构,理论上人们可通过控制以上参数来精细调整纳米粒子的性质。片状纳米银粉由于其表面积相对较大，颗粒间是面接触或者线接触，所以电阻相对较低，导电性较好。此外，片状纳米银粉特殊的表面等离子共振性能，使其表现出与球形粒子及体相材料截然不同的光学性质。因此，片状纳米银粉在微电子、催化、表面增强拉曼、金属增强荧光、红外热疗、生物标记、纳米导电胶、电子封装材料等领域具有极大的应用价值。

技术实现要素：

本发明针对现有技术，提供了一种片状纳米银粉的制备方法，采用葡萄糖作为还原剂，聚甲基丙烯酰胺作为分散剂制备片状纳米银粉。

本发明通过下述技术方案实现：所述一种片状纳米银粉的制备方法，将银盐溶于溶剂，并加入氨水混合得到银氨溶液；将分散剂高速搅拌溶解后加入还原剂继续搅拌溶解得到混合溶液；将银氨溶液加入混合溶液，在加热条件下反应得到片状纳米银粉；所述分散剂为聚甲基丙烯酰胺；所述还原剂为葡萄糖。

上述技术方案采用分散性能良好的聚甲基丙烯酰胺作为分散剂，葡萄糖作为还原剂制备的片状纳米银粉，得到比表面积为8~11m²/g的片状纳米银粉，其分散效果好，比表面积大。

进一步地，所述银盐、还原剂、分散剂的质量份数为：银盐100~600份、还原剂100~500份、分散剂5~50份。

进一步地，所述混合溶液的溶剂为去离子水；所述分散剂的浓度为：1~10g/l；所述还原剂的浓度为20~100g/l。

进一步地，所述银氨溶液的溶剂为去离子水。

进一步地，所述银盐为硝酸银、乙酸银、柠檬酸银中的任一种。

进一步地，所述氨水为质量分数为25~28%的浓氨水。

进一步地，所述银氨溶液采用以5~50ml/min的速率滴加入混合溶液中。

进一步地，所述银氨溶液滴加完后，继续反应20~25min，其反应温度为30~60℃；反应完成后离心清洗，得到片状纳米银粉。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明所提供的一种片状纳米银粉的制备方法所制得的片状纳米银粉产率约为90~95%。

（2）本发明所提供的一种片状纳米银粉的制备方法制得的片状纳米银粉粒度分布均匀，其片状纳米银粉粒径为50~150nm；其厚度为25~30nm。

（3）本发明所提供的一种片状纳米银粉的制备方法采用还原剂为对无毒无害的葡萄糖，其分散剂采用分散性良好的聚甲基丙烯酰胺，极易溶于水，便于洗去；同时，即便有残留，可不影响片状纳米银粉的使用，对银粉作为银浆使用时的导电性没有影响。

（4）本发明所提供的一种片状纳米银粉的制备方法，其制备方法简单，制备工艺流程短，反应温度较低，耗能少，便于大规模工艺生产。

附图说明

图1为本发明制备的片状纳米银粉电镜图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

本发明公开的一种片状纳米银粉的制备方法，具体包括以下步骤：

s1）按照银盐100~600份、还原剂100~500份、分散剂5~50份的质量分数比例称取银盐、还原剂和分散剂；然后聚甲基丙烯酰胺搅拌加入去离子水中，2000~2500r/min高速搅拌；然后加入葡萄糖粉末，继续搅拌使其溶解完全，使分散剂的浓度为：1~10g/l；所述还原剂的浓度为20~100g/l；得到混合溶液；

s2）将银盐加入去离子水中，搅拌溶解完全后，使银盐的浓度为0.59~2.94mol/l，然后加入适当25~28%的氨水，直至溶液由褐色逐渐转变为完全透明，配置成银氨溶液；

s3）在30~60℃条件下，将步骤s1）制备的混合溶液以5~50ml/min的速度滴加入银氨溶液中，滴加完成后继续反应20~25min，反应完成；

s4）反应完成后，进行离心，再使用去离子水清洗、离心，得到产物；其产率为90~95%。

实施例1

上述一种片状纳米银粉的制备方法的具体实施过程：

s1）将5g聚甲基丙烯酰胺搅拌加入5l去离子水中，2000r/min高速搅拌；然后加入100g葡萄糖粉末，继续搅拌使其溶解完全，得到混合溶液；

s2）将100g的硝酸银加入1l去离子水中，搅拌溶解完全后，再加入100ml的25~28%的氨水，直至溶液由褐色逐渐转变为完全透明，配置成银氨溶液；

s3）在30℃条件下，将步骤s1）制备的混合溶液以50ml/min的速度滴加入银氨溶液中，滴加完成后继续反应25min，反应完成；

s4）反应完成后，进行离心，再使用去离子水清洗、离心干燥，得到产物片状纳米银粉58.13g；其产率为91.5%。

上述实施例制得的产物经扫描电镜表征如图1所示，得到产物为片状纳米银粉，其纳米银粉片的尺寸分布范围较窄，其范围为50~200nm；其纳米银粉片的厚度分布很窄，其范围为28~30nm，表明了该方法得到的纳米银粉片虽然形状各异，但其厚度的尺寸分布范围较窄。

其中少量的纳米银粉颗粒，可通过分离过滤的方式进行分离，使用于导电银浆的产物均为片状纳米银粉。

上述实施例采用葡萄糖作为还原剂，其反应温和不剧烈，易于控制反应速率，使得到的产物尺寸分布较窄；同时葡萄糖绿色无毒，对环境友好，适用于工业化生产；此外，葡萄糖在本技术方案中与聚甲基丙烯酰胺起到联合分散的作用，使其减少聚甲基丙烯酰胺也可以起到良好的分散作用，得到分散性良好的产物；减少聚甲基丙烯酰胺的使用。

而聚甲基丙烯酰胺的水溶性好，容易清洗，使反应完成后的产物清洗可以采用去离子水清洗即可，无需采用其他溶剂清洗，环境污染小、成本低；同时清洗后残留的聚甲基丙烯酰胺本身可以作为片状纳米银粉制备成导电银浆时的成分之一，其不会影响产物制备导电银浆使用时的导电性，便于产物的使用。

此外，反应过程中，反应环境的ph值变化对产物的尺寸分布范围影响较大，ph值变化越大，产物的尺寸分布范围越广，导电性越差；在本发明中，葡萄糖的水溶液的ph值在6~7；制备过程中的银氨溶液的ph值也为7左右，使整个反应过程的ph值变化范围不大，使产物的尺寸分布较窄。

实施例2

上述一种片状纳米银粉的制备方法的具体实施过程：

s1）将50g聚甲基丙烯酰胺搅拌加入5l去离子水中，2500r/min高速搅拌；然后加入500g葡萄糖粉末，继续搅拌使其溶解完全，得到混合溶液；

s2）将600g的硝酸银加入1l去离子水中，搅拌溶解完全后，再加入600ml的25~28%的氨水，直至溶液由褐色逐渐转变为完全透明，配置成银氨溶液；

s3）在60℃条件下，将步骤s1）制备的混合溶液以5ml/min的速度滴加入银氨溶液中，滴加完成后继续反应20min，反应完成；

s4）反应完成后，进行离心，再使用去离子水清洗、离心干燥，得到产物片状纳米银粉343.8g；其产率为90.2%。

本实施例中其他部分与实施例1基本相同，故不再一一赘述。

实施例3

上述一种片状纳米银粉的制备方法的具体实施过程：

s1）将25g聚甲基丙烯酰胺搅拌加入5l去离子水中，2400r/min高速搅拌；然后加入250g葡萄糖粉末，继续搅拌使其溶解完全，得到混合溶液；

s2）将300g的硝酸银加入1l去离子水中，搅拌溶解完全后，再加入357ml的25~28%的氨水，直至溶液由褐色逐渐转变为完全透明，配置成银氨溶液；

s3）在44℃条件下，将步骤s1）制备的混合溶液以15ml/min的速度滴加入银氨溶液中，滴加完成后继续反应23min，反应完成；

s4）反应完成后，进行离心，再使用去离子水清洗、离心，得到产物180.49g；其产率为94.7%。

实施例4

上述一种片状纳米银粉的制备方法的具体实施过程：

s1）将7g聚甲基丙烯酰胺搅拌加入5l去离子水中，2400r/min高速搅拌；然后加入120g葡萄糖粉末，继续搅拌使其溶解完全，得到混合溶液；

s2）将120g的醋酸银加入1l去离子水中，搅拌溶解完全后，再加入210ml的25~28%的氨水，直至溶液由褐色逐渐转变为完全透明，配置成银氨溶液；

s3）在44℃条件下，将步骤s1）制备的混合溶液以12ml/min的速度滴加入银氨溶液中，滴加完成后继续反应25min，反应完成；

s4）反应完成后，进行离心，再使用去离子水清洗、离心，得到产物70.66g；其产率为91.0%。

实施例5

上述一种片状纳米银粉的制备方法的具体实施过程：

s1）将37g聚甲基丙烯酰胺搅拌加入5l去离子水中，2400r/min高速搅拌；然后加入120g葡萄糖粉末，继续搅拌使其溶解完全，得到混合溶液；

s2）将120g的醋酸银加入1l去离子水中，搅拌溶解完全后，再加入210ml的25~28%的氨水，直至溶液由褐色逐渐转变为完全透明，配置成银氨溶液；

s3）在44℃条件下，将步骤s1）制备的混合溶液以15ml/min的速度滴加入银氨溶液中，滴加完成后继续反应25min，反应完成；

s4）反应完成后，进行离心，再使用去离子水清洗、离心，得到产物72.58g；其产率为93.5%。

实施例6

上述一种片状纳米银粉的制备方法的具体实施过程：

s1）将37g聚甲基丙烯酰胺搅拌加入5l去离子水中，2400r/min高速搅拌；然后加入500g葡萄糖粉末，继续搅拌使其溶解完全，得到混合溶液；

s2）将500g的醋酸银加入1l去离子水中，搅拌溶解完全后，再加入600ml的25~28%的氨水，直至溶液由褐色逐渐转变为完全透明，配置成银氨溶液；

s3）在44℃条件下，将步骤s1）制备的混合溶液以15ml/min的速度滴加入银氨溶液中，滴加完成后继续反应25min，反应完成；

s4）反应完成后，进行离心，再使用去离子水清洗、离心，得到产物291.83g；其产率为90.2%。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。