一种超细铜粉的制备方法技术

本发明专利技术属于粉体制备技术领域，涉及一种超细铜粉的制备方法：包括下述步骤：A、配制铜盐水溶液、氢氧化钠水溶液和葡萄糖水溶液，向铜盐水溶液中依次加入氢氧化钠水溶液和葡萄糖水溶液，再先升温，后降温，静置后倾倒上层溶液得氧化亚铜沉淀；B、配制二价铁盐溶液和羧酸盐溶液，然后处理，得到羧酸亚铁络合物溶液；C、向上述A步骤制备的氧化亚铜中加入去离子水，搅拌，再加入B步骤制备的羧酸亚铁络合物溶液，升温、反应、分离出沉淀，最后洗涤，干燥得铜粉。本发明专利技术方法的优点是：合成原料易得、便宜，工艺简单易控，反应过程温和，不需要添加分散剂；适于批量生产，制备的超细铜粉外观呈球形，分散性好，结晶度和振实密度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于粉体制备的
，涉及。
技术介绍
超细铜粉因其优良的导电性和相对低廉的价格，在多层陶瓷电容器、印刷线路板、电池屏蔽等电子工业领域具有很大的潜在价值。在多层陶瓷电容器领域(MLCC)，超细铜粉可以制备成铜浆料，作为多层陶瓷电容器的内电极和端电极，取代成本高、存在材料“迁移”问题的银浆料。MLCC电极所用的铜粉要求具有较好的分散性和较高的振实密度。如果在MLCC的制造中使用振实密度低的铜粉会造成铜粉层收缩较大的问题。超细铜粉的制备方法 有电解法、雾化法、物理蒸发一冷凝法、机械粉碎法以及液相还原法。液相还原法由于原料丰富多样、设备简单、易于控制铜粉粒径等优点，是目前制备超细铜粉的主要方法，使用的还原剂主要有水合肼、甲醛、抗坏血酸等，制备过程中大多需要添加聚乙烯吡咯烷酮、明胶及聚乙烯醇等分散剂对铜盐溶液进行分散。中国专利CN101474678B和CN100544861C在分散剂的作用下，通过两步还原制备超细铜粉。在聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、明胶等分散剂的作用下，先通过水合肼、甲醛、抗坏血酸等还原剂将二价铜离子还原为氧化亚铜，然后再使用水合肼、甲醛以及抗坏血酸等为还原剂进行二次还原，通过控制还原条件，制备不同粒径大小的超细铜粉。上述方法的主要缺点有(I)水合肼和甲醛等还原剂毒性较大，还原过程剧烈，反应过程不易控制；(2)还原过程中添加的分散剂难以完全除去，影响超细铜粉的电化学性能；(3)还原过程较快，铜粉结晶度不高，不容易得到高振实密度的超细铜粉。总体而言，虽然目前液相还原法制备超细铜粉的方法和工艺较多，但大多存在还原剂毒性较大、反应过程不易控制、反应过程复杂、分散剂残留、结晶度不高等问题，有必要针对这些问题开发新的分散性好、振实密度高的超细铜粉的制备方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术在于针对现有技术的缺陷，提供一种环保且不添加分散剂的超细铜粉的制备方法。本专利技术方法改进液相还原法的工艺条件，采用还原性能温和、环保的还原剂，在不添加分散剂的条件下，制备出具有高分散、高振实密度的球形超细铜粉，并适于批量生产。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现。，包括下列步骤 A、配制O.l-3mol/L铜盐水溶液、l-3mol/L氢氧化钠水溶液和l-3mol/L葡萄糖水溶液，向铜盐水溶液中依次加入氢氧化钠水溶液和葡萄糖水溶液，升温至40-80°C，反应10min-3h后降温，静置后倾倒上层溶液得氧化亚铜沉淀； B、配制O.l-3mol/L 二价铁盐溶液和O. l-4mol/L羧酸盐溶液，将羧酸盐溶液加入二价铁盐溶液中，搅拌，得到羧酸亚铁络合物溶液；C、向上述A步骤制备的氧化亚铜中加入去离子水，搅拌，再加入B步骤制备的羧酸亚铁络合物溶液，升温至30-10(TC，反应10min-5h，分离出沉淀，洗涤，干燥得铜粉。所述的铜盐为硫酸铜、硝酸铜或氯化铜。所述的二价铁盐为硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁或柠檬酸亚铁。所述的羧酸盐为柠檬酸盐、草酸盐或丙二酸盐。本专利技术以二价铜盐为原料，先通过葡萄糖将铜离子还原为氧化亚铜，然后以羧酸亚铁络合物为还原剂还原氧化亚铜制备铜粉。与现有技术相比，本专利技术方法的优点和有益效果主要有 (1)反应条件温和，工艺简单易控，适合于批量生产； (2)不需要添加分散剂对反应液进行分散，减少分散剂残留对铜粉电化学性能的影·响； (3)原料价格便宜，制备的超细铜粉外观呈球形，分散性好，结晶度和振实密度高； (4)采用还原性能温和、环保的还原剂，避免使用水合肼等毒性药品。附图说明图I为实施例5制备的超细铜粉的扫描电子显微镜照片。图2为实施例6制备的超细铜粉的扫描电子显微镜照片。图3为实施例7制备的超细铜粉的扫描电子显微镜照片。具体实施例方式 实施例I :本实施例为基本实施例。，包括下列步骤 A、配制O.l-3mol/L铜盐水溶液、l-3mol/L氢氧化钠水溶液和l-3mol/L葡萄糖水溶液，向铜盐水溶液中依次加入氢氧化钠水溶液和葡萄糖水溶液，升温至40-80°C，反应10min-3h后降温，静置后倾倒上层溶液得氧化亚铜沉淀； B、配制O.l-3mol/L 二价铁盐溶液和O. l-4mol/L羧酸盐溶液，将羧酸盐溶液加入二价铁盐溶液中，搅拌，得到羧酸亚铁络合物溶液； C、向上述A步骤制备的氧化亚铜中加入去离子水，搅拌，再加入B步骤制备的羧酸亚铁络合物溶液，升温至30-10(TC，反应10min-5h，分离出沉淀，洗涤，干燥得铜粉。所述的铜盐为硫酸铜、硝酸铜或氯化铜。所述的二价铁盐为硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁或柠檬酸亚铁。所述的羧酸盐为柠檬酸盐、草酸盐或丙二酸盐。实施例2 :与上实施例I不同的是，，步骤为 A、配制2mol/L铜盐水溶液、2mol/L氢氧化钠水溶液和2mol/L葡萄糖水溶液，向铜盐水溶液中依次加入氢氧化钠水溶液和葡萄糖水溶液，升温至50°C，反应2h后降温，静置后倾倒上层溶液得氧化亚铜沉淀； B、配制I.5mol/L 二价铁盐溶液和2. 5mol/L羧酸盐溶液，将羧酸盐溶液加入二价铁盐溶液中，搅拌，得到羧酸亚铁络合物溶液； C、向上述A步骤制备的氧化亚铜中加入去离子水，搅拌，再加入B步骤制备的羧酸亚铁络合物溶液，升温至80°C，反应4h，分离出沉淀，洗涤，干燥得铜粉。实施例3 :与上实施例I不同的是，，步骤为 A、配制O. lmol/L铜盐水溶液、lmol/L氢氧化钠水溶液和lmol/L葡萄糖水溶液，向铜盐水溶液中依次加入氢氧化钠水溶液和葡萄糖水溶液，升温至40°C，反应3h后降温，静置后倾倒上层溶液得氧化亚铜沉淀； B、配制O.lmol/L 二价铁盐溶液和O. I mo I /L羧酸盐溶液，将羧酸盐溶液加入二价铁盐溶液中，搅拌，得到羧酸亚铁络合物溶液； C、向上述A步骤制备的氧化亚铜中加入去离子水，搅拌，再加入B步骤制备的羧酸亚铁络合物溶液，升温至30°C，反应5h，分离出沉淀，洗涤，干燥得铜粉。实施例4 :与上实施例I不同的是，，步骤为 A、配制3mol/L铜盐水溶液、3mol/L氢氧化钠水溶液和3mol/L葡萄糖水溶液，向铜盐水溶液中依次加入氢氧化钠水溶液和葡萄糖水溶液，升温至80°C，反应10 min后降温，静置后倾倒上层溶液得氧化亚铜沉淀； B、配制3mol/L二价铁盐溶液和4mol/L羧酸盐溶液，将羧酸盐溶液加入二价铁盐溶液中，搅拌，得到羧酸亚铁络合物溶液； C、向上述A步骤制备的氧化亚铜中加入去离子水，搅拌，再加入B步骤制备的羧酸亚铁络合物溶液，升温至100°C，反应10 min，分离出沉淀，洗涤，干燥得铜粉。实施例5 :分别配制浓度为lmol/L的硫酸铜溶液1000ml，浓度为I. 5mol/L的氢氧化钠溶液2000ml，浓度为2. 5mol/L的葡萄糖溶液1000ml，室温搅拌条件下将氢氧化钠溶液和葡萄糖溶液依次加入到硫酸铜溶液中，升温至50°C，反应lh，结束反应，静置，倾倒上层溶液，加入IOOOml去离子水，搅拌得氧化亚铜悬浊液。配制浓度为lmol/L的硫酸亚铁溶液IOOOml和2mol/L的柠檬酸钠溶液1500ml，将二者混合搅拌15min，之后将混合液加入到制备的氧化亚铜悬浊液中，升温至40°C，反应Ih后结束反应，过滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超细铜粉的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：A、配制0.1?3mol/L铜盐水溶液、1?3mol/L氢氧化钠水溶液和1?3mol/L葡萄糖水溶液，向铜盐水溶液中依次加入氢氧化钠水溶液和葡萄糖水溶液，升温至40?80℃，反应10min?3h后降温，静置后倾倒上层溶液得氧化亚铜沉淀；B、配制0.1?3mol/L二价铁盐溶液和0.1?4mol/L羧酸盐溶液，将羧酸盐溶液加入二价铁盐溶液中，搅拌，得到羧酸亚铁络合物溶液；C、向上述A步骤制备的氧化亚铜中加入去离子水，搅拌，再加入B步骤制备的羧酸亚铁络合物溶液，升温至30?100℃，反应10min?5h，分离出沉淀，洗涤，干燥得铜粉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：代化，朱刚，田文增，曾鹏，陈大鹏，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：