一种微米级片状银粉的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种微米级片状银粉的制备方法，包括以下步骤：向可溶性银盐水溶液加入还原剂和粒度控制剂，进行液相还原反应，反应完成后过滤，收集固相，再清洗干燥得到微米级片状银粉；所述还原剂为FeSO4，所述粒度控制剂为Fe2(SO4)3，且FeSO4与Fe2(SO4)3的摩尔比为(1.0

【技术实现步骤摘要】
一种微米级片状银粉的制备方法


[0001]本专利技术属于金属粉末加工领域，尤其涉及一种银粉的制备方法。

技术介绍

[0002]银拥有优秀的导热、导电性能，在光伏、电子工业中，银粉被作为电子浆料中的导电相而使用，其中片状银粉由于其更优异的导电特性和可靠性，被大量使用于导电胶、柔性电路、太阳能电池电极等领域。
[0003]片状银粉相对于其他形貌的银粉一般拥有更大的比表面积。由于片状银粉一般通过面接触相连接，而其他非片状银粉一般以点接触相链接，片状银粉可以在电子浆料中提供更大的接触面积，形成更好的导电网络，进而提高电子浆料的导电性能。此外，片状银粉因其独特的二维结构，在电路印刷过程中更容易得到平整、附着力强的导电图案，增强了电子元器件的稳定性。一般电子浆料要求片状银粉的粒径为微米级尺寸，直径(粒径)与厚度是片状银粉的主要形状参数。直径厚度比越小时，片状银粉更接近于圆柱形或方形，振实密度高，适用于制备含银量高的导电银浆，直径厚度比大的片状银粉一般具有较低的振实密度，适用于制备含银量低的导电银浆。因此，针对不同的导电银浆应用场景，亟需建立一种高效的片状银粉粒径调控技术以得到不同粒径的纳米银粉。
[0004]现有的片状银粉制备方法很多，包括电化学法、液相还原法、机械球磨法、光诱导法等，其中液相还原法、机械球磨法或二者的结合方法适合用于制备微米级片状银粉，可满足电子浆料对银粉的要求。然而目前这些方法在粒度调控方面仍然存在不足。如专利CN110465671A公开了一种片状银粉的制备方法，包括以下步骤：银粉原料中加入溶剂与包覆剂；通入二氧化碳对银粉进行包覆；对银粉进行0.5
‑
1.0h球磨处理；将球磨后的烧结、洗涤、干燥后得到片状银粉。这种方法虽然能够制得片状银粉，但球磨过程能耗大，且反应时间相对较长，且其粒度调节范围为0.9
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3.2um，粒度可调节范围小。如专利CN108555312A公开了一种片状银粉的制备方法，包括以下步骤：将硝酸银溶液与还原剂混合进行液相还原反应；经沉降、抽滤、干燥，得到球型银粉；将球型银粉进行球磨、分离、过滤、干燥、过筛，得到片状银粉。这种方法工艺流程冗长，且球磨时间长达8
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15h，制备效率低，且粒径分布在4
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6um，粒度可调范围较小。如专利CN102756131A公开了一种片状银粉的制备方法，包括以下步骤：配置硝酸银溶液；配置抗坏血酸溶液；配置诱导剂溶液；将抗坏血酸溶液、诱导剂溶液加入硝酸银溶液中进行液相还原反应，反应完成后经洗涤、干燥，得到片状银粉。虽然这种方法能够制备得到宽厚比≥10的微米级片状银粉，但从SEM图中发现片状银粉周围还存在一些纳米级球型银粉，且其粒度调节范围为10
‑
25um，粒度可调范围较小。
[0005]综上，现有的片状银粉制备技术主要存在的问题为粒度可调控区间小，片状银粉制备流程长，亟需建立有效控制微米级片状银粉粒度的短流程制备技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种
可以短流程实现有效调控的微米级片状银粉的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0007]一种微米级片状银粉的制备方法，包括以下步骤：
[0008]向可溶性银盐水溶液加入还原剂和粒度控制剂，进行液相还原反应，反应完成后过滤，收集固相，再清洗干燥得到微米级片状银粉；
[0009]所述还原剂为FeSO4，所述粒度控制剂为Fe2(SO4)3，且FeSO4与Fe2(SO4)3的摩尔比为(1.0
‑
30.0)：1。更优选的，FeSO4与Fe2(SO4)3的摩尔比为(4.0
‑
23.0)：1。
[0010]本专利技术中，FeSO4与Fe2(SO4)3摩尔比是片状银粉粒度调控的关键参数，FeSO4与Fe2(SO4)3摩尔比越小，片状银粉粒度越大。FeSO4与Fe2(SO4)3摩尔比越大，片状银粉粒度越小。在Fe
2+
还原Ag
+
的过程中，加入Fe
3+
可以改变Fe
3+
/Fe
2+
相对于Ag
+
/Ag的氧化还原电位差，氧化还原电位差是影响本专利技术中微米级片状银粉粒度的关键参数，通过控制不同的FeSO4与Fe2(SO4)3的摩尔比，可以实现不同粒度的银粉的制备。
[0011]上述制备方法中，优选的，FeSO4与可溶性银盐的摩尔比为(1
‑
2)：1。更优选的，FeSO4可溶性银盐的摩尔比为(1.3
‑
1.8)：1。FeSO4与银盐摩尔比过低时，银粉被还原不完全，FeSO4与银盐摩尔比过高时，成本升高。
[0012]上述制备方法中，优选的，FeSO4与Fe2(SO4)3以混合水溶液的形式、按100
‑
200ml/min的速率加入到可溶性银盐水溶液中，所述FeSO4的浓度为10
‑
200g/L，所述可溶性银盐水溶液为AgNO3水溶液，所述AgNO3水溶液的质量浓度为5
‑
100g/L，且FeSO4与Fe2(SO4)3的混合水溶液的体积为可溶性银盐水溶液体积的0.5
‑
2.0倍。更优选的，FeSO4与Fe2(SO4)3以混合水溶液的形式、按120
‑
180ml/min的速率加入到可溶性银盐水溶液中，所述FeSO4的浓度为30
‑
180g/L，所述AgNO3水溶液的质量浓度为10
‑
80g/L。
[0013]FeSO4浓度过低时，还原速率过慢，生产效率下降，FeSO4浓度过高时，易被快速还原生成球型或类球型银粉。AgNO3水溶液浓度过低时，单批次制备的片状银粉量少。AgNO3水溶液浓度过高时，容易提高形核、生长速率，导致生成球型或类球型银粉。FeSO4与Fe2(SO4)3的混合水溶液加入速率低时，反应耗时长，制备效率降低，加入速率过高时，Ag
+
容易被快速还原生成球型或类球型银粉。FeSO4与Fe2(SO4)3的混合水溶液的体积过大时容易产生大量废液，应将反应的总液量控制在适当范围内。
[0014]上述制备方法中，优选的，可溶性银盐水溶液中还加入有络合剂和分散剂，所述络合剂包括乙二胺四乙酸、柠檬酸和酒石酸中的至少一种，所述络合剂的浓度为1
‑
10g/L，所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮、明胶和阿拉伯树胶中的至少一种，所述分散剂的浓度为0.1
‑
1g/L。更优选的，所述络合剂的浓度为3
‑
8g/L，所述分散剂的浓度为0.2
‑
0.7g/L。络合剂浓度过低时，络合强度低，Ag
+
容易被快速还原生成球型或类球型银粉。络合剂浓度过高时，络合强度大，导致银络合物不能被还原为银粉。分散剂浓度过低时，容易导致银粉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微米级片状银粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：向可溶性银盐水溶液加入还原剂和粒度控制剂，进行液相还原反应，反应完成后过滤，收集固相，再清洗干燥得到微米级片状银粉；所述还原剂为FeSO4，所述粒度控制剂为Fe2(SO4)3，且FeSO4与Fe2(SO4)3的摩尔比为(1.0
‑
30.0)：1。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，FeSO4与Fe2(SO4)3的摩尔比为(4.0
‑
23.0)：1。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，FeSO4与可溶性银盐的摩尔比为(1
‑
2)：1。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，FeSO4可溶性银盐的摩尔比为(1.3
‑
1.8)：1。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，FeSO4与Fe2(SO4)3以混合水溶液的形式、按100
‑
200ml/min的速率加入到可溶性银盐水溶液中，所述FeSO4的浓度为10
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200g/L，所述可溶性银盐水溶液为AgNO3水溶液，所述AgNO3水溶液的质量浓度为5
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100g/L，且FeSO4与Fe2(SO4)3的混合水溶液的体积为可溶性银盐水溶液体积的0.5
‑
2.0倍。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，FeSO4与Fe2(SO4)3以混合水溶液的形式、按120
‑
180ml/min的速率加入到...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亲猛，郑忱奕，王松松，李中臣，田庆华，郭学益，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：