专利名称：一种粒度均匀超细银粉的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能电池正极银浆的微细银粉的制备方法，特别涉及一种粒度均勻超细银粉的制备方法。
背景技术：
银粉是一种重要的贵金属粉末，广泛应用于催化剂、抗菌材料、医药材料、电子浆料等领域。其中，银粉在电子浆料中的应用最引人关注。由于金属银具有良好的导电性，银可以成为制作电子浆料和导电图层的主要原料，随着我国电子工业的快速发展，以及太阳能电池作为一种新型能源的广泛普及，银粉市场的需求潜力越来越大。银粉的形貌及粒径分布决定其作为导电图层的效率高低。制备微细粒子的主要方法分为固相法、气相法和液相法。其中液相法具有设备简单、原料容易获得、产率高、化学组成控制准确等特点，已经得到了广泛应用。化学还原法是液相法最重要的方面，现在工业上所用微细银粉大多采用此法制备。化学还原法制备所得的银粉颗粒的特点在于粒子表面包有一层表面活性剂分子，使粒子间不易团聚；同时，通过选择不同的还原剂和表面活性剂可以控制微粒的粒径。在还原剂方面，还原剂的强弱决定了反应时晶核生成的数量。强还原剂倾向于形成更多的晶核，而弱还原剂则更促进晶核的长大。该领域对水合胼、抗坏血酸等强还原剂研究较完善，但对于弱还原剂则无经验可循。查阅近十年的专利可发现一种超细球形银粉的制备方法，包括制备硝酸银溶液、 还原剂，该方法包括以下步骤调整硝酸银溶液的浓度；调节硝酸银溶液的PH值到1-7 ；制备还原剂混合溶液；将还原剂混合溶液调控至与硝酸银溶液相近温度后，再搅拌条件下将还原及混合溶液与硝酸银溶液混合进行反应，用去离子水洗涤反应后的沉淀物，再用无水乙醇洗涤1-2次；在50-80°C真空下烘干，就可得0. 3 3. Ομπι的不同粒径的球形银粉。 (刘秉宁，张文华，李海彪，马淑珍。超细球形银粉的制备方法，公开号CN1387968，申请日 2001年5月沈日)。该方法的缺点是银粉粒径分布不均勻，并且工艺效率低，难以实现大规模生产。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种银粉振实密度高、单分散性好、表面光滑，比表面积小并且易于大规模生产的粒度均勻超细银粉的制备方法。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种粒度均勻超细银粉的制备方法，其特征在于，将硝酸银-乙二胺混合液和含有酒石酸钾、保护剂和稳定剂的混合还原液均勻混合反应，所得沉淀经清洗干燥后即为粒度均勻超细球形银粉。所述的硝酸银-乙二胺混合液中含硝酸银34-42. 5g/L，乙二胺24. 04-30. 05g/L。
所述的混合还原液的组分及含量为硝酸银摩尔量0. 55-0. 7倍的酒石酸钾、5-15 倍作为保护剂的阿拉伯树胶、以及2g-2. 5g/L作为稳定剂的纳米金胶。所述的混合反应是指在恒温水浴35-70°C下，反应10-60min，待反应后沉降 10-12小时候将上清反应液倒去取其沉淀。所述的混合反应中涉及的容器均在70-82°C下，100-200g/L Na0H,50-120ml/LH202 的溶液中清洗10-20min，然后用去离子水洗净。所述的清洗干燥是指将混合反应的沉淀用去离子水清洗至电导率2-5uS/cm，再用无水酒精或丙酮清洗2-4次，最后在鼓风干燥箱内40-75°C，干燥5-12小时。与现有技术相比，本发明率先采用弱还原剂酒石酸钾制备银粉，通过对条件的控制来改变银粉的形貌，并得到了较为分散，粒度均勻的微细银粉。本发明所制得银粉振实密度高、粒径分散范围窄、其颗粒球形度高，表面光滑，比表面积小并且易于大规模生产。
图1为采用本发明方法制得的银粉的电镜图；图2为采用本发明方法制得的银粉的另一电镜图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例1对所用反应用容器、搅拌棒等，均应该在75°C下，150g/LNa0H、50ml/L H202的溶液中煮15min。充分使反应器表面羟基化，避免反应时产生银镜。清洗后的反应器应用去离子水洗净。配制银氨溶液，其中硝酸银34g/L、乙二胺溶液M.04g/L。配制混合还原液，酒石酸钾^g/L、阿拉伯树胶2g/L、纳米金胶2g/L用去离子水配制成混合还原液500mL。在恒温水浴条件下，将银乙二胺氨溶液和混合还原液均勻混合进行反应，控制反应温度在70°C，反应时间lOmin。将反应后的溶液转移至另一个干净的烧杯中，静置沉降12小时，将上清液倒去，然后把沉淀的银粉用去离子水清洗至电导率3 μ s/cm，再用无水酒精清洗2次。将洗净的银粉在鼓风干燥箱内35°C，干燥12小时。最后将干燥后的银粉进行打粉，过筛网即可成粉。如图1-2所示，实施例1所制出银粉，振实密度:4. 5g/ml比表面积0. 63m2/gD50 1. 87um和很窄的粒度分布。实施例2对所用反应用容器、玻璃棒等，均应该在80°C下，150g/LNa0H、50ml/LH202的溶液中煮lOmin。充分使反应器表面羟基化，避免反应时产生银镜。清洗后的反应器应用去离子水洗净。配制银乙二胺氨溶液，其中硝酸银42.5g/L、乙二胺30.05g/L。配制混合还原液， 酒石酸钾32. 5g/L、阿拉伯树胶2. 5g/L、纳米金胶2. 5g/L用去离子水配制成500mL混合还原液。在恒温水浴条件下，将银氨溶液和混合还原液均勻混合进行反应，控制反应温度在 40°C，反应时间30min。将反应后的溶液转移至另一个干净的烧杯中，静置沉降12小时后将上清反应液倒去，然后把沉淀的银粉用去离子水清洗至电导率5 μ s/cm，再用无水酒精清洗 3次。将洗净的银粉在鼓风干燥箱内35°C，干燥12小时。最后将干燥后的银粉进行打粉， 过筛网即可成粉。实施例2所制出银粉，振实密度:4. 7g/ml比表面积0. 51m2/g D50 2. 02um和很窄的粒度分布。实施例3对所用反应用容器、搅拌桨等，均应该在82°C下，175g/LNa0H、50ml/LH202的溶液中煮lOmin。充分使反应器表面羟基化，避免反应时产生银镜。清洗后的反应器应用去离子水洗净。配制银乙二胺氨溶液，其中硝酸银37.4g/L、乙二胺^5.5g/L。配制混合还原液。 酒石酸钾28. 6g/L、阿拉伯树胶2. 2g/L、纳米金胶2. 2g/L用去离子水配制成500mL混合还原液。在恒温水浴，将银氨溶液和混合还原液均勻混合进行反应，控制反应温度在35°C反应时间60min。对反应后的银粉进行后处理。待反正后沉降12小时后将上清反应液倒去，然后把沉淀的银粉用去离子水清洗至电导率2 μ s/cm，再用酒精清洗2次。将洗净的银粉在鼓风干燥箱内35°C，干燥12小时。最后将干燥后的银粉进行打粉，过筛网即可成粉。实施例3所制出银粉，振实密度:4. 3g/ml比表面积0. 43m2/g D50 1. 76um和很窄的粒度分布。
权利要求
1.一种粒度均勻超细银粉的制备方法，其特征在于，将硝酸银-乙二胺混合液和含有酒石酸钾、保护剂和稳定剂的混合还原液均勻混合反应，所得沉淀经清洗干燥后即为粒度均勻超细球形银粉。
2.根据权利要求1所述的一种粒度均勻超细银粉的制备方法，其特征在于，所述的硝酸银-乙二胺混合液中含硝酸银34-42. 5g/L，乙二胺24. 04-30. 05g/L。
3.根据权利要求1所述的一种粒度均勻超细银粉的制备方法，其特征在于，所述的混合还原液的组分及含量为硝酸银摩尔量0. 55-0. 7倍的酒石酸钾、5-15倍作为保护剂的阿拉伯树胶、以及2g-2. 5g/L作为稳定剂的纳米金胶。
4.根据权利要求1所述的一种粒度均勻超细银粉的制备方法，其特征在于，所述的混合反应是指在恒温水浴35-70°C下，反应10-60min，待反应后沉降10-12小时候将上清反应液倒去取其沉淀。
5.根据权利要求1所述的一种粒度均勻超细银粉的制备方法，其特征在于，所述的混合反应中涉及的容器均在70-82°C下，100-200g/L Na0H、50-120ml/L H2O2的溶液中清洗 10-20min，然后用去离子水洗净。
6.根据权利要求1所述的一种粒度均勻超细银粉的制备方法，其特征在于，所述的清洗干燥是指将混合反应的沉淀用去离子水清洗至电导率2-5uS/cm，再用无水酒精或丙酮清洗2-4次，最后在鼓风干燥箱内40-75°C，干燥5-12小时。
全文摘要
本发明涉及一种粒度均匀超细银粉的制备方法，将硝酸银-乙二胺混合液和含有酒石酸钾、保护剂和稳定剂的混合还原液均匀混合反应，所得沉淀经清洗干燥后即为粒度均匀超细球形银粉。与现有技术相比，本发明所制得银粉振实密度高，粒径分散范围窄，其颗粒球形，粒径微小，比表面积小并且易于大规模生产。
文档编号B22F9/24GK102328094SQ20111030126
公开日2012年1月25日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日
发明者宗志杰, 延阳, 王新, 胡晓斌, 赵斌元, 陈冉 申请人:上海交通大学