一种大粒径多孔球形镍粉及其制备方法与流程

[0001]
本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种大粒径多孔球形镍粉及其制备方法。


背景技术：

[0002]
镍粉在工业中应用非常广泛，现有技术中镍粉主要采用电解法、羰基化法、氢气还原法等进行制备，电解法中先将富集的硫化物矿焙烧成氧化物，再用炭将镍的氧化物还原成粗镍，最后将粗镍电解得纯金属镍；羰基化法中先将镍的硫化物矿与一氧化碳作用生成四羰基镍，再将四羰基镍加热分解，即得纯度很高的金属镍；而氢气还原法主要是利用氢气还原氧化镍、碳酸镍，即可得金属镍。上述几种制备方法中产物纯度最高的是羰基化法，然后是还原法，最后是电解法，但羰基化法有非常强的毒性，因为四羰基镍容易挥发，又易溶于脂肪组织，且其在很容易进入细胞膜内的同时与蛋白质及核酸的结合力也很强。四羰基镍对呼吸道有刺激作用，并有全身毒作用，可导致肺、肝、脑损害，镍作业工人中，呼吸道癌发病率高于一般人群，据统计，镍作业工人中肺癌发生率高出2、6倍甚至16倍，鼻腔癌竟高出37-196倍。
[0003]
在多孔材料领域，需要镍粉粒径在30um以上、形态为球形或类球形。因羰基镍粉有毒，而羰基镍粉和电解镍粉粒径和形貌不能满足要求，目前一般采用氢气还原法，即将氧化镍、碳酸镍造粒后再高温还原烧结成球，但高温烧结能耗高，且由此制备获得的镍粉还存在孔隙少、活性低，性能不佳的缺点。


技术实现要素：

[0004]
针对上述问题，现提供一种具有粒径大、空隙多且呈球形的镍粉及其制备方法。
[0005]
具体技术方案如下：
[0006]
本发明的第一个方面是提供一种大粒径多孔球形镍粉的制备方法，具有这样的特征，包括如下步骤：
[0007]
1)、分别配置得到浓度为1-2wt％的单宁多酚溶液、30-32wt％的液碱溶液、16-18wt％的氨水溶液、5-20wt％的甲醛溶液；
[0008]
2)、配置得到浓度为80-130g/l的镍盐溶液，随后用酸将镍盐溶液ph值调节至4.0-5.5，得溶液a；
[0009]
3)、将单宁多酚溶液与溶液a按体积比(1-5):100混合均匀，得溶液b；
[0010]
4)、将溶液b、液碱溶液及氨水溶液分别以计量泵泵入反应釜内进行沉淀反应，反应时控制反应温度为40-70℃、母液ph值为9.1-10.5、母液中游离氨浓度为3-12g/l、反应时间为50-180h；
[0011]
5)、停止反应，过滤，滤渣经洗涤、干燥，得氢氧化镍粉末，将氢氧化镍粉末于高温下以氢气还原，筛分，得一种大粒径多孔球形镍粉。
[0012]
上述的制备方法，还具有这样的特征，步骤5)中氢氧化镍粉末还原方法为：将氢氧化镍粉末于350-500℃条件下以氢气还原。
[0013]
上述的制备方法，还具有这样的特征，步骤2)中酸为盐酸、硝酸或硫酸中的一种。
[0014]
上述的制备方法，还具有这样的特征，镍盐溶液中镍盐为硫酸镍、氯化镍或硝酸镍中的一种。
[0015]
本发明中利用单宁多酚与ni
2+
在ph值6.4以上开始形成稳定的络合物，随后，随着ph的升高，上述络合反应及其与金属离子的水解配聚反应同时发生，使得单宁多酚在络合的同时也体现出强的还原性，以防止ni
2+
的氧化。
[0016]
本发明中镍盐溶液与液碱和氨水络合与沉淀反应，生成氢氧化镍颗粒；同时，在碱性条件下单宁与醛进行缩合，生成具有胶粘剂特性的单宁树脂，上述单宁树脂的存在促进后续加入的镍离子在原有的氢氧化镍颗粒基础上继续生长，从而得到大粒径的球形氢氧化镍。
[0017]
本发明的第二个方面是提供一种根据上述制备方法制备获得的大粒径多孔球形镍粉。
[0018]
本发明提供的镍粉的d50粒径为30-50um。
[0019]
本发明提供的镍粉具有粒径大、空隙多且呈球形的优点。
附图说明
[0020]
图1为本发明实施例1中提供的镍粉的sem图；
[0021]
图2为本发明实施例1中提供的镍粉的比表面积测试图；
[0022]
图3为本发明实施例2中提供的镍粉的sem图；
[0023]
图4为本发明实施例2中提供的镍粉的比表面积测试图；
[0024]
图5为本发明对比例中提供的镍粉的sem图。
具体实施方式
[0025]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0027]
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
[0028]
实施例1
[0029]
一种大粒径多孔球形镍粉，其制备包括如下步骤：
[0030]
1)、分别配置得到浓度为1wt％的单宁多酚溶液、30wt％的液碱溶液、16wt％的氨水溶液、5wt％的甲醛溶液；
[0031]
2)、配置得到浓度为80g/l的氯化镍溶液，随后用酸将氯化镍溶液ph值调节至4.0，得溶液a；
[0032]
3)、将单宁多酚溶液与溶液a按体积比1:100混合均匀，得溶液b；
[0033]
4)、将溶液b、液碱溶液及氨水溶液分别以计量泵泵入反应釜内进行沉淀反应，反应时控制反应温度为40
±
3℃、母液ph值为9.1-10.5、母液中游离氨浓度为3-12g/l、搅拌转
速为150r/min，反应180h；
[0034]
5)、停止反应，过滤，滤渣经洗涤、干燥，得氢氧化镍粉末，将氢氧化镍粉末于350-500℃条件下以氢气还原，筛分，得一种大粒径多孔球形镍粉。
[0035]
如图1所示，本实施例提供的镍粉呈类球形。
[0036]
如图2所示，本实施例中提供的镍粉d50粒径为31.98um，bet比表面积为3.5cm2/g。
[0037]
实施例2
[0038]
一种大粒径多孔球形镍粉，其制备包括如下步骤：
[0039]
1)、分别配置得到浓度为1.5wt％的单宁多酚溶液、31wt％的液碱溶液、17wt％的氨水溶液、10wt％的甲醛溶液；
[0040]
2)、配置得到浓度为110g/l的硝酸镍溶液，随后用酸将硝酸镍溶液ph值调节至4.7，得溶液a；
[0041]
3)、将单宁多酚溶液与溶液a按体积比3:100混合均匀，得溶液b；
[0042]
4)、将溶液b、液碱溶液及氨水溶液分别以计量泵泵入反应釜内进行沉淀反应，反应时控制反应温度为55
±
3℃、母液ph值为9.1-10.5、母液中游离氨浓度为3-12g/l、搅拌转速为200r/min，反应90h；
[0043]
5)、停止反应，过滤，滤渣经洗涤、干燥，得氢氧化镍粉末，将氢氧化镍粉末于350-500℃条件下以氢气还原后筛分，得一种大粒径多孔球形镍粉。
[0044]
如图3所示，本实施例提供的镍粉呈类球形。
[0045]
如图4所示，本实施例中提供的镍粉d50粒径为56.049um，bet比表面积为2.8cm2/g。
[0046]
实施例3
[0047]
一种大粒径多孔球形镍粉，其制备包括如下步骤：
[0048]
1)、分别配置得到浓度为2wt％的单宁多酚溶液、32wt％的液碱溶液、18wt％的氨水溶液、20wt％的甲醛溶液；
[0049]
2)、配置得到浓度为130g/l的镍盐溶液，随后用酸将镍盐溶液ph值调节至5.5，得溶液a；
[0050]
3)、将单宁多酚溶液与溶液a按体积比5:100混合均匀，得溶液b；
[0051]
4)、将溶液b、液碱溶液及氨水溶液分别以计量泵泵入反应釜内进行沉淀反应，反应时控制反应温度为70
±
3℃、母液ph值为9.1-10.5、母液中游离氨浓度为3-12g/l、搅拌转速为300r/min，反应时间为50h；
[0052]
5)、停止反应，过滤，滤渣经洗涤、干燥，得氢氧化镍粉末，将氢氧化镍粉末于350-500℃条件下以氢气还原后筛分，得一种大粒径多孔球形镍粉。
[0053]
对比例
[0054]
本对比例中提供了一种镍粉，其制备包括如下步骤：
[0055]
1)、配置32wt％的液碱溶液、18wt％的氨水溶液；
[0056]
2)、配置得到浓度为130g/l的镍盐溶液，随后用酸将镍盐溶液ph值调节至4.7；
[0057]
3)、将镍盐溶液、液碱溶液及氨水溶液分别以计量泵泵入反应釜内进行沉淀反应，反应时控制反应温度为65
±
3℃、母液ph值为9.5
±
0.1、母液中游离氨浓度为10～12g/l、搅拌转速为200r/min，反应180h；
[0058]
5)、停止反应，过滤，滤渣经洗涤、干燥，得氢氧化镍粉末，将氢氧化镍粉末于350-500℃条件下以氢气还原后筛分，得一种镍粉。
[0059]
如图5所示，该镍粉比较密实，且空隙较小。比表面积测试表明，该镍粉d50粒径为14.049um，bet比表面积为0.76m2/g。
[0060]
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。