制造镍纳米颗粒的方法技术

本发明专利技术提供一种制造镍纳米颗粒的方法以及由该方法在反相微乳液中形成镍－肼络合物之后通过还原制成的镍纳米颗粒，该镍纳米颗粒具有良好的分散稳定性和光滑的表面。本发明专利技术还提供一种制造小于１００ｎｍ，优选１０～５０ｎｍ粒度分布窄的镍纳米颗粒的方法以及由该方法制成的镍纳米颗粒。根据本发明专利技术的一方面，该方法包括：（ａ）形成含有镍前体、表面活性剂以及疏水性溶剂的水溶液；（ｂ）通过向该混合物中加入含有肼的化合物形成镍－肼络合物；（ｃ）通过向含有所述镍－肼络合物的混合物中加入还原剂制造镍纳米颗粒。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，尤其涉及具有良好的分散稳定性的均匀镍纳米颗粒的制造方法。
技术介绍
近来，由于电气机械和仪器的微型化，高度要求将电气部件微型化。因此，要求具有高容量微型化的多层陶瓷电容器(MLCC)，同样对于电路板，要求具有高密度和高集成性的多层板。对这些MLCC和电路板而言，使用贵金属例如银、铂或钯作为内部导电材料或电极材料。但是，为了降低制造成本，它们被镍颗粒替代。在这些中的MLCC中，镍电极层具有与粉末冶金中的模塑产品的组装密度相比更低的密度，并且其由固化中的烧结产生的收缩程度比导电层更高，这导致因镍电极层的短路或布线的断路造成的高不良率。为了防止这些问题，镍粉末应该为较大的颗粒，具有均匀的窄范围的粒度分布，表现出良好的粒度分布且不结块。因此，需要制造具有良好的分散稳定性和均匀尺寸的镍纳米颗粒的方法。但是，制造镍纳米颗粒的现有方法不能提供低于100nm尺寸的具有良好分散稳定性和均匀性的纳米颗粒。根据现有的具体实施方式，虽然提供一种在约1000℃的高温下由氢还原颗粒的方法，但是，这种方法不足以应用于内部电极或内部布线，因为在高温下的反应具有热循环使颗粒同时成核和生长，以致这样生产的颗粒具有宽范围的粒度分布以及其中1微米的大颗粒。而且，根据另一现有具体实施方式，虽然可以根据湿还原法制造具有亚微米级的微细粉末，但是这样制造的纳米颗粒可能会因为许多的反应变数而不均匀。另外，微细粉末的表面不光滑，虽然可以制造成200nm～1μm的大小，但是难以制造尺寸小于100nm的均匀颗粒。
技术实现思路
本专利技术提供一种以及由此制造的镍纳米颗粒，其是在反相微乳液中形成镍-肼络合物之后通过还原而形成的，具有均匀尺寸、良好的分散稳定性和光滑表面。而且，本专利技术提供以及由此制造的镍纳米颗粒，该颗粒小于100nm，优选10～50nm，具有窄的粒度分布。根据本专利技术的一方面，本专利技术可以提供镍纳米颗粒的制造方法，其包括(a)形成含有镍前体、表面活性剂、以及疏水性溶剂的水溶液；(b)通过向混合物中加入含有肼的化合物形成镍-肼络合物；以及(c)通过向含有镍-肼络合物的混合物中加入还原剂制造镍纳米颗粒。此处镍前体可以为一种或多种选自由NiCl2、Ni(NO3)2、NiSO4、以及(CH3COO)2Ni组成的组的化合物。此处，表面活性剂可以是一种或多种选自由溴化十六烷基三甲基铵、十二烷基硫酸钠、羧甲基纤维素钠、以及聚乙烯吡咯烷酮组成的组中的化合物。表面活性剂可以包含一种或多种选自由乙醇、丙醇、以及丁醇组成的组中的助表面活性剂。此处，疏水性溶剂可以是一种或多种选自由己烷、环己烷、庚烷、辛烷、异辛烷、癸烷、十四烷、十六烷、甲苯、二甲苯、1-十八烯、以及1-十六烯组成的组中的化合物。此处，相对100重量份的水溶液可以含有0.1～10重量份的镍前体。此处，相对于1摩尔加入到水溶液中的蒸馏水可以含有0.1～20摩尔的表面活性剂。进一步，相对于100重量份的蒸馏水可以含有20～40重量份的助表面活性剂。此处，相对于100重量份的水溶液可以含有30～60重量份的疏水性溶剂。而且，含有肼的化合物可以是一种或多种选自由肼、水合肼、以及盐酸肼组成的组的化合物。根据佳好实施例，相对1摩尔的由镍前体提供的镍离子可以含有1～10摩尔的含有肼的化合物。此处，还原剂可以是硼氢化钠。根据佳好实施例，相对1摩尔的由镍前体提供的镍离子可以含有0.1～1摩尔的硼氢化钠。而且，该步骤(a)以及步骤(c)可以在25～60℃下进行，并且步骤(c)可以进行0.5～2小时。此处，可以生成具有光滑的表面和良好的分散稳定性的10～50nm的均匀颗粒。根据本专利技术的另一方面，在通过反相微乳液法中，本专利技术可以提供一种制造具有均匀尺寸、良好分散稳定性和光滑表面的镍纳米颗粒的方法，该方法包括用含肼的化合物形成镍肼络合物；以及还原该镍肼络合物。根据本专利技术的另一方面，本专利技术可以提供一种通过反相微乳液法制造具有均匀尺寸、良好分散稳定性和光滑表面的镍纳米颗粒的方法，所述方法包括用含有肼的化合物形成镍肼络合物；以及还原所述镍肼络合物。根据本专利技术的另一方面，本专利技术可以提供所述的方法制造的镍纳米颗粒。此处，本专利技术可以提供10～50nm的均匀镍纳米颗粒，其具有光滑的表面和良好的分散稳定性并且具有按重量90％～97％的镍含量。根据本专利技术的另一方面，本专利技术可以提供含有前面所述的镍纳米颗粒的导电油墨。根据本专利技术的另一方面，本专利技术可以提供多层陶瓷电容器，其包括前面所述的镍纳米颗粒作为电极材料。附图说明图1是示出根据本专利技术的实施例1制造的镍纳米颗粒的XRD分析结果的图。图2是示出根据本专利技术的实施例1制造的镍纳米颗粒的TGA分析结果的图。图3是示出根据本专利技术的实施例1制造的金属纳米颗粒的粒度分布结果的图。图4是示出根据本专利技术的实施例1制造的金属纳米颗粒的SEM分析结果的照片。图5是示出根据本专利技术的实施例2制造的金属纳米颗粒的SEM分析结果的照片。图6是示出根据本专利技术的实施例3制造的金属纳米颗粒的SEM分析结果的照片。具体实施例方式下面，将详细描述根据本专利技术和由此制成的镍纳米颗粒。在对本专利技术的具体实施方式进行说明之前，首先对反相微乳液进行描述。当通过加入表面活性剂使不溶性化合物溶解在水或亲水性物质中时，随着不溶性化合物变得溶解，胶束膨胀(expand)。此处，通过溶解而膨胀的胶束系被称作微乳液。这种微乳液是热力学稳定的体系，其具有(两种形式)水包油(oil-in-water)形式，胶束在水中或亲水性体系中膨胀；油包水(water-in-oil)形式，反相胶束溶解大量的水或亲水性物质以便在油或疏水性体系中膨胀。使用这种油包水形式的方法称作反相微乳液法。本专利技术涉及形成由通过这种反相微乳液法引入的表面活性剂生成的纳米尺寸的均匀液滴的方法。由于镍纳米颗粒通过以下方法制造，可以制成具有光滑表面和良好分散稳定性的镍纳米颗粒首先在这些微液滴中加入含有肼的化合物以便形成络合物，然后将这些络合物还原生成均匀的镍颗粒，同时防止与其它纳米颗粒团聚。为此，可以根据本专利技术的具体实施方式加入助表面活性剂。根据本专利技术的方法包括(a)形成含有镍前体、表面活性剂、疏水性溶剂的水溶液；(b)通过向混合物中加入含有肼的化合物形成镍-肼络合物；以及(c)通过向含有镍-肼络合物的混合物中加入还原剂制造镍纳米颗粒。本专利技术的方法不同于通过反相微乳液制造纳米颗粒的现有方法，因为首先形成镍络合物，然后将其还原以便稳定地制造纳米尺寸的均匀颗粒。而且，通过该方法，可以获得具有良好的分散稳定性的镍纳米颗粒是一个优点。下面对各个步骤进行详细描述。首先，用含有镍离子和表面活性剂的镍前体进行反相微乳液的制备。此处，任何含有镍离子的化合物都可以合适地用作镍前体而不受限制，优选镍盐。镍盐的实例可以包括NiCl2、Ni(NO3)2、NiSO4、(CH3COO)2Ni及其混合物。相对于100重量份的整个水溶液可以加入0.1～10重量份的镍前体。如果加入小于0.1重量份的镍前体，则形成的镍离子的量太低以致没有效果；如果加入大于10重量份的镍前体，则形成的颗粒互相团聚，这样不适合于形成纳米颗粒。此处，镍前体的含量变得越低，可以形成的镍纳米颗粒就越小。作为表面活性剂，可以使用溴化十六烷基三甲基铵(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造镍纳米颗粒的方法，所述方法包括：（ａ）形成含有镍前体、表面活性剂和疏水性溶剂的水溶液；（ｂ）通过向所述混合溶液中加入含有肼的化合物形成镍－肼络合物；以及（ｃ）通过向含有所述镍－肼络合物的所述混合溶液中加入还原剂制造镍纳米颗粒。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李永日，郑在祐，李贵钟，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]