【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微纳米银材料，具体涉及一种利用植物蛋白制备微米级空心银球的方法及其应用。
技术介绍
1、微纳米银作为重要的贵金属功能材料，广泛应用在电子工业和光伏领域。近年来，为了使电子元器件同时满足小型化、柔性化和高度集成化的特点，以及迎合太阳能电池朝降本增效方向发展的趋势，各式各样的微米银材料已经被研究者研制。例如球形、线形、片状和树枝状高分散微米银粉。这些银粉调制的浆料也已经被应用在众多电子元器件中，并展现出优异的电性能。特别是用在一些电子传感器中，微米银可均匀地分散在基质中，使传感器展现出高灵敏度和宽检测范围。然而，目前报道的大部分微米银结构致密，用量占比大，能耗较高。最重要的是实现银材料导电仅需要外层微米银连续接触即可。因此，采用一种简单高效的方法开发出表面致密，内部是多孔结构，甚至是空腔的高分散微米银材料将会大程度降低银源的消耗量，进而有望减少电子器件或者光伏电池的制造成本。这种银材料将受到研究者和企业家愈来愈多的重视。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种利用植物蛋白制备微米级空心银球的方法。该方法将植物蛋白分散到银原料和还原剂中后在冰水浴下混合反应，通过降低反应速率，使得银原子快速成核长成纳米银粒子，并在植物蛋白及搅拌作用下从壳层聚集形成微米级空心银球，并呈现高分散性，解决了现有空腔结构高分散微米银材料制备技术空白的难题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种利用植物蛋白制备微米级空心银球的
3、步骤一、将等体积的植物蛋白溶液分别加入到等体积的硝酸银溶液和等体积的还原剂溶液中，对应得到溶液a和溶液b；
4、步骤二、在搅拌下将步骤一中得到的溶液a分步加入处于2℃～5℃冰水浴中的溶液b，得到混合液；
5、步骤三、将混合液进行搅拌，然后经固液分离，对得到的沉淀物进行洗涤和干燥，得到微米级空心银球。
6、上述的一种利用植物蛋白制备微米级空心银球的方法，其特征在于，步骤一中所述植物蛋白溶液中的植物蛋白为大豆球蛋白、刀豆球蛋白、苦杏仁球蛋白、麦清蛋白或麦球蛋白，植物蛋白溶液的浓度为3mg/ml～10mg/ml，所述硝酸银溶液的浓度为80mg/ml～120mg/ml。上述蛋白均为廉价的球形蛋白，容易获取且水溶性高，使用后易于洗除；同时，在本专利技术的酸性还原体系下，球形蛋白带正电荷且静电排斥力强，在体系中分散均匀，提高了生成的银球之间的分散性，且由于球形蛋白分子间隙大、作用力强，促进了银纳米粒子快速定向聚集，经二次生长形成微米级空心球形颗粒，获得微米级空心银球。
7、上述的一种利用植物蛋白制备微米级空心银球的方法，其特征在于，步骤一中所述还原剂溶液中的还原剂为酒石酸、抗坏血酸或柠檬酸，还原剂溶液的浓度为50mg/ml～80mg/ml。上述还原剂均能提供酸性条件，保证还原体系为酸性还原体系，增强了植物蛋白之间的静电排斥力。
8、上述的一种利用植物蛋白制备微米级空心银球的方法，其特征在于，步骤二中所述搅拌的速度为300r/min；所述分步加入的过程为：先向溶液b中缓慢滴加1/5溶液a，然后快速加入剩余部分。本专利技术先缓慢加入少量溶液a，生成大量银核，然后快速加入剩余的大量溶液a，使得银核仅生长成细小的纳米银粒子，有利于定向聚集形成微米银球，避免一次性加入溶液a导致生长的银粒子较大、不利于二次聚集形成球状银颗粒。
9、上述的一种利用植物蛋白制备微米级空心银球的方法，其特征在于，步骤三中所述混合液搅拌的速度为50r/min～100r/min。
10、同时，本专利技术还公开了一种如上述的方法制备的微米级空心银球的应用，其特征在于，将微米级空心银球分散于聚乙烯醇水溶液中，然后通过溶剂挥发法在模具表面形成均匀的柔性导电薄膜；所述微米级空心银球与聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量比为0.01～1：20，并且聚乙烯醇水溶液浓度为8mg/ml～25mg/ml。
11、本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
12、1、本专利技术先将植物蛋白分别加入到银原料和还原剂中，以保证其与两者充分结合，从而均匀地分散在还原体系中，有利于提高产物银球的分散性；然后控制在冰水浴下混合反应，银离子和还原剂在充满植物蛋白的低温环境下反应，经还原形成的银原子快速成核生长成纳米银颗粒，由于冰水浴降低反应速率，在植物蛋白较大的分子间空隙和强烈的静电斥力作用下，结合搅拌剪切推动力，纳米银粒子规则聚集形成独立的微米级球形颗粒，避免高温条件反应使得银颗粒聚集成无规则形貌并降低产物的分散性，且基于纳米银粒聚集成各向同性球形颗粒过程中，因纳米粒子为多面体形而非球形，颗粒之间尺寸匹配度低，从壳层即开始聚集而非球心，从而形成空心孔洞结构，得到微米级空心银球；同时，由于植物蛋白在酸性还原体系中带正电荷，分子间静电斥力强，使得产物微米级空心银球呈现高分散性。
13、2、本专利技术采用简单高效的方法制备表面致密、内部为多孔甚至空腔结构的高分散微米级空心银球，大幅降低了银源消耗量，且制备方法可控性高，绿色环保，无需使用有机溶剂，易于规模化生产。
14、3、本专利技术制备的空心银球粒径均一，球形度高，分散性好，适用于快速制备均匀的柔性导电薄膜，该薄膜导电性好，稳定性高，并且可响应应力变化，可进一步作为柔性压力传感器用于可穿戴电子传感器，同时降低了电子电子器件或光伏电池的制造成本。
15、下面通过附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步的详细描述。
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1.一种利用植物蛋白制备微米级空心银球的方法及其应用，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用植物蛋白制备微米级空心银球的方法，其特征在于，步骤一中所述植物蛋白溶液中的植物蛋白为大豆球蛋白、刀豆球蛋白、苦杏仁球蛋白、麦清蛋白或麦球蛋白，植物蛋白溶液的浓度为3mg/mL～10mg/mL，所述硝酸银溶液的浓度为80mg/mL～120mg/mL。
3.根据权利要求1所述的一种利用植物蛋白制备微米级空心银球的方法，其特征在于，步骤一中所述还原剂溶液中的还原剂为酒石酸、抗坏血酸或柠檬酸，还原剂溶液的浓度为50mg/mL～80mg/mL。
4.根据权利要求1所述的一种利用植物蛋白制备微米级空心银球的方法，其特征在于，步骤二中所述搅拌的速度为300r/min；所述分步加入的过程为：先向溶液B中缓慢滴加1/5溶液A，然后快速加入剩余部分。
5.根据权利要求1所述的一种利用植物蛋白制备微米级空心银球的方法，其特征在于，步骤三中所述混合液搅拌的速度为50r/min～100r/min。
6.一种如权利要求1～5中任一
...【技术特征摘要】
1.一种利用植物蛋白制备微米级空心银球的方法及其应用，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用植物蛋白制备微米级空心银球的方法，其特征在于，步骤一中所述植物蛋白溶液中的植物蛋白为大豆球蛋白、刀豆球蛋白、苦杏仁球蛋白、麦清蛋白或麦球蛋白，植物蛋白溶液的浓度为3mg/ml～10mg/ml，所述硝酸银溶液的浓度为80mg/ml～120mg/ml。
3.根据权利要求1所述的一种利用植物蛋白制备微米级空心银球的方法，其特征在于，步骤一中所述还原剂溶液中的还原剂为酒石酸、抗坏血酸或柠檬酸，还原剂溶液的浓度为50mg/ml～80mg/ml。
4.根据权利要求1所述的一种利用植物蛋白...
【专利技术属性】
技术研发人员：皮和木，赵盘巢，操齐高，王娇，陈相平，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：
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