一种真空法制备铜粉的方法与流程

文档序号:12329809阅读:227来源:国知局

本发明涉及铜粉的制备方法,更特别涉及一种真空法制备铜粉的方法。



背景技术:

细铜粉由于具有良好的导电性,可广泛地应用于电磁领域中来代替银粉、金粉都贵金属,因此,市场上对铜粉的需求量很大,目前常用的铜粉制备方法为液相还原法,然而,现有的还原法一般使用络合剂和分散剂等助剂,且所制备的铜很容易因接触氧气而氧化。在CN 100544861C中公开了一种超细铜粉的制备方法,该方法采用两步还原法且公开了还原步骤可采用惰性气体进行保护,但是该方法操作复杂,所需反应温度高,不合适大规模生产。因此,亟需一种操作简便,条件易控,适于广泛应用的铜粉的制备方法。



技术实现要素:

为了克服现有技术中的上述问题,本发明提供了一种真空法制备铜粉的方法,该方法采用真空条件下进行反应,可避免反应中氧气的参与,保证铜粉不被氧化,操作简便且成本更低。

本发明采用的技术方案是:

一种真空法制备铜粉的方法,包括以下步骤:

1)在加热条件下,将二价铜化合物溶解在水中形成二价铜化合物的水溶液,并将所述二价铜化合物的水溶液的pH值控制为0~1,该pH值可以使得二价铜原子可以全部转变成铜离子,加热条件的温度可以为0~80℃,优选20~50℃;

2)将还原剂溶于水中,形成还原剂的水溶液;及

3)在真空条件下,步骤(1)所得的二价铜化合物的水溶液与步骤(2)所得的还原剂的水溶液在0~80℃下在搅拌条件下反应0.1~5小时,搅拌速率为101200RPM,反应结束后,所得混合液经过滤、洗涤和干燥后得到铜粉。

进一步地,在步骤(1)中,二价铜化合物选自硫酸铜、硝酸铜或氯化铜。

优选地,在步骤(1)中,二价铜化合物的水溶液的摩尔浓度为1M~3M

进一步地,在步骤(2)中,还原剂选自次亚磷酸钠或亚硫酸钠。

优选地,在步骤(3)中,还原剂与二价铜化合物的摩尔比为5:1~0.5:1

优选地,在步骤(3)中,真空条件采用的真空度为1~10 kPa

优选地,在步骤(3)中,反应的温度为30~50℃。

优选地,在步骤(3)中,采用滤布进行过滤,所述滤布的目数为1000~1200目。

优选地,在步骤(3)中,干燥的温度为30~40℃,优选真空干燥,干燥的时间为1-24小时。

优选地,所述铜粉的粒径为0.03~20 μm

优选地,洗涤使用水洗与有机溶剂清洗2~4次,优选超纯水。在本申请中,水优选全部采用超纯水,有机溶剂选用95%纯度的乙醇。

与现有技术相比,本发明具有以下优点:本发明提供了一种真空法制备铜粉的方法,该方法采用真空条件下二价铜化合物与还原剂进行反应,避免接触氧气,所生产的铜粉不会被氧化,且由于采用真空,反应可以在较低的温度下进行,条件更易控,操作更方便,且成本低,适用于工业化生产,具有良好的应用前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明,以便本领域技术人员可更好地理解本发明,从而对本发明的保护范围作出更为清楚明确的界定。

实施例1

向反应釜中加入100mL超纯水,17.5g硫酸铜,使用夹套加热、溶解,启动搅拌马达,使其变成硫酸铜水溶液,溶液的pH值控制为0~1

15.4g次亚磷酸钠加入纯水溶解形成次亚磷酸钠水溶液,并使得次亚磷酸钠的浓度与硫酸铜的摩尔浓度比为5:1,启动真空泵将反应釜内保持负压,真空度为10 kPa,硫酸铜水溶液与次亚磷酸钠水溶在反应釜内在70~80℃下反应1~1.5小时,反应结束后所得到的混合溶液,用泵抽至三合一设备中过滤、洗涤、干燥,其中使用1100目的滤布过滤,再放入超纯水洗涤,重复以上步骤,清洗3次后,再用95%纯度的乙醇清洗1次,保持35~40℃温控干燥20~24小时,取出铜粉成品,真空包装。本发明的方法可避免反应时跟大气中氧接触,避免产生氧化反应及加热过度时产生的还原反应,所得到的铜粉纯度高,粒径为0.03~20 μm

实施例2

向反应釜中加入100 mL超纯水,19g硝酸铜,使用夹套加热、溶解,启动搅拌马达,使其变成硝酸铜水溶液,溶液的pH值控制为0~1

24g亚硫酸钠加入纯水溶解形成亚硫酸钠水溶液,并使得亚硫酸钠的摩尔浓度与硝酸铜摩尔浓度之比为11,启动真空泵将反应釜内保持负压,硝酸铜水溶液与亚硫酸钠水溶在反应釜内在0~10℃下反应2.5~3小时,反应结束后所得到的混合溶液,用泵抽至三合一设备中过滤、洗涤、干燥,其中使用1200目的滤布过滤,再放入超纯水洗涤,重复以上步骤,清洗3~4次后,再用95%纯度的乙醇清洗1次,保持30~35℃温控干燥1~2小时,取出铜粉成品,真空包装。本发明的方法可避免反应时跟大气中氧接触,避免产生氧化反应及加热过度时产生的还原反应,所得到的铜粉纯度高,粒径为0.03~20 μm

实施例3

向反应釜中加入100 mL超纯水,48g硫酸铜,使用夹套加热、溶解,启动搅拌马达,使其变成硝酸铜水溶液,溶液的pH值控制为0~1

24g亚硫酸钠加入纯水溶解形成亚硫酸钠水溶液,并使得亚硫酸钠的摩尔浓度与硝酸铜摩尔浓度之比为21,启动真空泵将反应釜内保持负压,硝酸铜水溶液与亚硫酸钠水溶在反应釜内在30~50℃下反应3~5小时,反应结束后所得到的混合溶液,用泵抽至三合一设备中过滤、洗涤、干燥,其中使用1200目的滤布过滤,再放入超纯水洗涤,重复以上步骤,清洗3~4次后,再用95%纯度的乙醇清洗1次,保持30~35℃温控干燥5~6小时,取出铜粉成品,真空包装。本发明的方法可避免反应时跟大气中氧接触,避免产生氧化反应及加热过度时产生的还原反应,所得到的铜粉纯度高,粒径为0.03~20 μm

以上对本发明的特定实施例进行了说明,但本发明的保护内容不仅仅限定于以上实施例,在本发明的所属技术领域中,只要掌握通常知识,就可以在其技术要旨范围内进行多种多样的变更。

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