专利名称：凹土/铜-核壳结构一维棒状超细铜粉的制备方法
技术领域：
本发明属于化学镀领域，具体涉及凹凸棒土纳米纤维表面化学镀铜制备核壳结构一维棒状超细铜粉的方法。
背景技术：
凹凸棒石粘土(以下简称凹土)是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物， 理想分子式为=Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4 · 4H20,理论化学成分为=SiO2 56. 96% ； (Mg, Al, Fe) 0 23. 83% ;H20 19.21%。凹土粉体的显微结构结构特点已经被人们认识，它是由长度为0. 1 Iym数量级，宽度(直径)为15-20nm数量级的棒晶构成的；但产地不同其显微结构也有一定的差别，主要表现在棒晶的长径比方面有所不同。在通常情况下，凹土作为一种粉体材料却很难以分散的独立棒状晶体状态存在， 而是形成一定形式的晶体聚集体，这些由棒晶紧密平行聚集而成的棒晶束简称晶束。因此在实际应用中，必须对凹凸棒土进行提纯与棒晶解理处理。目前对凹土所进行的研究工作大都集中在提高其吸附性能，如制备吸水剂等产品，附加值低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种凹土/铜-核壳结构一维棒状超细铜粉的制备方法， 采用此方法在凹凸棒土纳米纤维表面化学镀铜制备棒状超细铜粉，解决制备一维金属超细粉体的技术难题，提高凹土的经济附加值。本发明的技术解决方案是该凹土 /铜-核壳结构一维棒状超细铜粉的制备方法为首先，凹土的原土采用盐酸溶液进行酸化；然后，酸化后的凹土采用硫酸铜溶液进行氧化液浸泡吸附；接着，吸附后的凹土进行还原活化处理；最后，还原活化的凹土进行表面化学镀铜，得一维棒状超细铜粉。其中，该凹土 /铜-核壳结构一维棒状超细铜粉的制备方法包括以下具体步骤
(1)酸化提纯将凹土的原土以质量体积比1:50加到质量浓度1 20%盐酸中浸泡， 机械搅拌》1，离心分离，去离子水清洗，备用；
(2)浸泡吸附将酸化后所得凹土以质量体积比1 100加入1 20 g /L的CuSO4溶液中浸泡吸附，室温，机械搅拌2h，离心分离，去离子水清洗，备用；
(3)化学还原将经过氧化液浸泡吸附后的凹土以质量体积比1:100加到5 30 g / L的NaH2PA溶液中，用2mol/L NaOH调节pH值为10 13，室温，机械搅拌2h，离心分离， 去离子水清洗，备用；
(4)化学镀铜将经过上述还原活化处理的凹土以质量体积比1:500加入到化学镀铜溶液中，在40 60. 0°C水浴中机械搅拌60min，施镀结束后，离心分离，去离子水清洗，经 90度真空干燥池后得超细铜粉；其中化学镀铜液的配方为硫酸铜10.0 50 g/L，甲醛 15 60. 0 ml/L，酒石酸钾钠 10 40g/L, EDTA 5 25. Og/L, pH 9. 0 13. 0，其余水。
本发明具有以下优点
1、采用此方法制备的金属镀层密度较小，成本低，金属包覆完整，具有棒状结构，给凹土的开发应用开创了一个新的领域；
2、在凹土粉体表面镀覆一层化学镀铜层，制得铜包覆化凹土粉体，此核壳结构一维棒状超细粉体在形成导电材料、电真空材料时，可以通过棒搭桥形成网状结构，与球形纳米粉体、不规则纳米粉体相比可以在较少的用量下获得同样性能的导电体或电屏蔽体，可以节省纳米粉体的消耗量。
图1为酸化提纯后凹土的电镜照片。
图2为本发明的凹土/铜-核壳结构一维棒状超细铜粉的电镜照片。图3为酸化提纯后凹土的XRD图。图4为本发明的凹土 /铜-核壳结构一维棒状超细铜粉的XRD图。
具体实施例方式下面结合实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些具体实施例不能理解为是对技术解决方案的限制。实施例1 依以下步骤制备凹土 /铜-核壳结构一维棒状超细铜粉
(1)将IOg凹土原土加到500ml质量浓度20%盐酸中浸泡，机械搅拌8h，离心分离，去离子水清洗，备用；
(2)取步骤(1)所得凹土加入IOOOml的IOg/L的CuSO4溶液中浸泡吸附，室温条件下机械搅拌2h，离心分离，去离子水清洗，备用；
(3)取步骤(2)所得凹土加入IOOOml的5g/L的NaH2PA溶液中，用2mol/L NaOH调节PH值为10，室温条件下机械搅拌池，离心分离，去离子水清洗，备用；
(4)取步骤(3)所得凹土加入到5000ml化学镀铜溶液中，在40°C水浴中机械搅拌 60min,施镀结束后，离心分离，去离子水清洗，经90°C真空干燥池后得超细铜粉；其中IL 化学镀铜液的配方为硫酸铜10. 0 g/L，甲醛35. 0 ml/L,酒石酸钾钠40g/L，EDTA 5g/L， pH 9.0，其余水。实施例2 依以下步骤制备凹土 /铜-核壳结构一维棒状超细铜粉
(1)将5g凹土原土加到250ml质量浓度1%盐酸中浸泡，机械搅拌8h，离心分离，去离子水清洗，备用；
(2)取步骤(1)所得凹土加入500ml的Ig/L的CuSO4溶液中浸泡吸附，室温条件下机械搅拌2h，离心分离，去离子水清洗，备用；
(3)取步骤(2)所得凹土加入500ml的15g/L的NaH2PA溶液中，用2mol/L NaOH调节PH值为13，室温条件下机械搅拌池，离心分离，去离子水清洗，备用；
(4)取步骤(3)所得凹土加入到2500ml化学镀铜溶液中，在60°C水浴中机械搅拌 60min,施镀结束后，离心分离，去离子水清洗，经90°C真空干燥池后得超细铜粉；其中IL 化学镀铜液的配方为硫酸铜40. 0 g/L,甲醛60. 0 ml/L,酒石酸钾钠10g/L，EDTA 15g/L， pH 10. 0，其余水。
实施例3 依以下步骤制备凹土 /铜-核壳结构一维棒状超细铜粉
(1)将Ig凹土原土加到50ml质量浓度10%盐酸中浸泡，机械搅拌8h，离心分离，去离子水清洗，备用；
(2)取步骤(1)所得凹土加入IOOml的20g/L的CuSO4溶液中浸泡吸附，室温条件下机械搅拌2h，离心分离，去离子水清洗，备用；
(3)取步骤(2)所得凹土加入IOOml的20g/L的NaH2PA溶液中，用2mol/L NaOH调节PH值为11，室温条件下机械搅拌池，离心分离，去离子水清洗，备用；
(4)取步骤(3)所得凹土加入到500ml化学镀铜溶液中，在50°C水浴中机械搅拌60min， 施镀结束后，离心分离，去离子水清洗，经90°C真空干燥池后得超细铜粉；其中IL化学镀铜液的配方为硫酸铜30.0 g/L，甲醛15.0 ml/L，酒石酸钾钠25g/L，EDTA 25g/L, pH 13. 0，其余水。实施例4 依以下步骤制备凹土 /铜-核壳结构一维棒状超细铜粉
(1)将2g凹土原土加到IOOml质量浓度洲盐酸中浸泡，机械搅拌他，离心分离，去离子水清洗，备用；
(2)取步骤(1)所得凹土加入200ml的15g/L的CuSO4溶液中浸泡吸附，室温条件下机械搅拌2h，离心分离，去离子水清洗，备用；
(3)取步骤(2)所得凹土加入200ml的15g/L的NaH2PA溶液中，用2mol/L NaOH调节pH值为12，室温条件下机械搅拌池，离心分离，去离子水清洗，备用；
(4)取步骤(3)所得凹土加入到IOOOml化学镀铜溶液中，在40°C水浴中机械搅拌 60min,施镀结束后，离心分离，去离子水清洗，经90°C真空干燥池后得超细铜粉；其中IL 化学镀铜液的配方为硫酸铜35. 0 g/L,甲醛25. 0 ml/L，酒石酸钾钠20g/L，EDTA 10g/L, pH 11.0，其余水。实施例5 依以下步骤制备凹土 /铜-核壳结构一维棒状超细铜粉
(1)将3g凹土原土加到150ml质量浓度15%盐酸中浸泡，机械搅拌8h，离心分离，去离子水清洗，备用；
(2)取步骤(1)所得凹土加入300ml的6g/L的CuSO4溶液中浸泡吸附，室温条件下机械搅拌2h，离心分离，去离子水清洗，备用；
(3)取步骤(2)所得凹土加入300ml的15g/L的NaH2PA溶液中，用2mol/L NaOH调节pH值为10. 5，室温条件下机械搅拌池，离心分离，去离子水清洗，备用；
(4)取步骤(3)所得凹土加入到1500ml化学镀铜溶液中，在60°C水浴中机械搅拌 60min,施镀结束后，离心分离，去离子水清洗，经90°C真空干燥池后得超细铜粉；其中IL 化学镀铜液的配方为硫酸铜20. 0 g/L,甲醛30. 0 ml/L,酒石酸钾钠30g/L，EDTA 22. 5g/ L，pH 12. 0，其余水。实施例6 依以下步骤制备凹土 /铜-核壳结构一维棒状超细铜粉
(1)将4g凹土原土加到200ml质量浓度10%盐酸中浸泡，机械搅拌8h，离心分离，去离子水清洗，备用；
(2)取步骤(1)所得凹土加入400ml的13g/L的CuSO4溶液中浸泡吸附，室温条件下机械搅拌2h，离心分离，去离子水清洗，备用；
(3)取步骤(2)所得凹土加入400ml的30g/L的NaH2PA溶液中，用2mol/L NaOH调节PH值为11. 5，室温条件下机械搅拌池，离心分离，去离子水清洗，备用；
(4)取步骤(3)所得凹土加入到2000ml化学镀铜溶液中，在50°C水浴中机械搅拌 60min,施镀结束后，离心分离，去离子水清洗，经90°C真空干燥池后得超细铜粉；其中IL 化学镀铜液的配方为硫酸铜15.0 g/L，甲醛45.0 ml/L，酒石酸钾钠15g/L，EDTA 7g/L， pH 9. 5，其余水。实施例7 依以下步骤制备凹土 /铜-核壳结构一维棒状超细铜粉
(1)将2g凹土原土加到IOOml质量浓度11%盐酸中浸泡，机械搅拌8h，离心分离，去离子水清洗，备用；
(2)取步骤(1)所得凹土加入200ml的2g/L的CuSO4溶液中浸泡吸附，室温条件下机械搅拌2h，离心分离，去离子水清洗，备用；
(3)取步骤(2)所得凹土加入200ml的25g/L的NaH2PA溶液中，用2mol/L NaOH调节pH值为12，室温条件下机械搅拌池，离心分离，去离子水清洗，备用；
(4)取步骤(3)所得凹土加入到IOOOml化学镀铜溶液中，在40°C水浴中机械搅拌 60min,施镀结束后，离心分离，去离子水清洗，经90°C真空干燥池后得超细铜粉；其中IL 化学镀铜液的配方为硫酸铜45.0 g/L，甲醛55.0 ml/L，酒石酸钾钠25g/L，EDTA 20g/L, pH 12. 5，其余水。实施例8 依以下步骤制备凹土 /铜-核壳结构一维棒状超细铜粉
(1)将5g凹土原土加到250ml质量浓度18%盐酸中浸泡，机械搅拌8h，离心分离，去离子水清洗，备用；
(2)取步骤(1)所得凹土加入500ml的12g/L的CuSO4溶液中浸泡吸附，室温条件下机械搅拌2h，离心分离，去离子水清洗，备用；
(3)取步骤(2)所得凹土加入500ml的^g/L的NaH2PA溶液中，用2mol/L NaOH调节pH值为12. 5，室温条件下机械搅拌池，离心分离，去离子水清洗，备用；
(4)取步骤(3)所得凹土加入到2500ml化学镀铜溶液中，在60°C水浴中机械搅拌 60min,施镀结束后，离心分离，去离子水清洗，经90°C真空干燥池后得超细铜粉；其中IL 化学镀铜液的配方为硫酸铜25. 0 g/L,甲醛20. 0 ml/L,酒石酸钾钠20g/L，EDTA 5. 5g/ L，pH 13. 0，其余水。实施例9 依以下步骤制备凹土 /铜-核壳结构一维棒状超细铜粉
(1)将Ig凹土原土加到50ml质量浓度4%盐酸中浸泡，机械搅拌8h，离心分离，去离子水清洗，备用；
(2)取步骤(1)所得凹土加入IOOml的6g/L的CuSO4溶液中浸泡吸附，室温条件下机械搅拌2h，离心分离，去离子水清洗，备用；
(3)取步骤(2)所得凹土加入IOOml的Ilg/L的NaH2PA溶液中，用2mol/L NaOH调节PH值为13，室温条件下机械搅拌池，离心分离，去离子水清洗，备用；
(4)取步骤(3)所得凹土加入到500ml化学镀铜溶液中，在50°C水浴中机械搅拌60min， 施镀结束后，离心分离，去离子水清洗，经90°C真空干燥池后得超细铜粉；其中IL化学镀铜液的配方为硫酸铜50. 0 g/L,甲醛60. 0 ml/L，酒石酸钾钠40g/L, EDTA 15. 5g/L，pH 11. 5，其余水。
权利要求
1.凹土/铜-核壳结构一维棒状超细铜粉的制备方法，其特征在于首先，凹土的原土采用盐酸溶液进行酸化；然后，酸化后的凹土采用硫酸铜溶液进行氧化液浸泡吸附；接着，吸附后的凹土进行还原活化处理；最后，还原活化的凹土进行表面化学镀铜，得凹土 / 铜-核壳结构一维棒状超细铜粉。
2.根据权利要求1所述的凹土/铜-核壳结构一维棒状超细铜粉的制备方法，其特征在于该核壳结构棒状超细铜粉的制备方法包括以下具体步骤(1)酸化提纯将凹土的原土以质量体积比1:50加到质量浓度1 20%盐酸中浸泡， 机械搅拌》1，离心分离，去离子水清洗，备用；(2)浸泡吸附将酸化后所得凹土以质量体积比1 100加入1 20 g /L的CuSO4溶液中浸泡吸附，室温，机械搅拌2h，离心分离，去离子水清洗，备用；(3)还原活化将经过氧化液浸泡吸附后的凹土以质量体积比1:100加到5 30 g / L的NaH2PA溶液中，用2mol/L NaOH调节pH值为10 13，室温，机械搅拌2h，离心分离， 去离子水清洗，备用；(4)化学镀铜将经过上述还原活化处理的凹土以质量体积比1:500加入到化学镀铜溶液中，在40 60. 0°C水浴中机械搅拌60min，施镀结束后，离心分离，去离子水清洗，经 90度真空干燥池后得超细铜粉；其中化学镀铜液的配方为硫酸铜10.0 50 g/L，甲醛 15 60. 0 ml/L，酒石酸钾钠 10 40g/L, EDTA 5 25. Og/L, pH 9. 0 13. 0，其余水。
全文摘要
本发明公开了凹土/铜-核壳结构一维棒状超细铜粉的制备方法，首先，凹土的原土采用盐酸溶液进行酸化；然后，酸化后的凹土采用硫酸铜溶液进行浸泡吸附；接着，对吸附后的凹土进行还原活化处理；最后，对还原活化的凹土进行表面化学镀铜，得到核壳结构一维棒状超细铜粉。采用此方法制备的金属镀层密度较小，成本低，金属包覆完整，具有棒状纳米结构，给凹土的开发应用开创了一个新的领域，提高凹土的经济附加值。
文档编号C23C18/18GK102260864SQ20111020327
公开日2011年11月30日 申请日期2011年7月20日 优先权日2011年7月20日
发明者周苏闽, 王红艳 申请人:淮阴工学院