纳米银粉的制备工艺研究
液相还原法制备高纯度微纳米银粉的研究
液相还原法制备高纯度微纳米银粉的研究微纳米银粉在结构上具有晶粒尺寸小,且晶界尺寸大的特点,使得微纳米银粉具有常规材料无法比拟的优异特性。
这些优异特性包括:消光性,优良的导电性,低熔点,杀菌性等等。
其中,导电性及低熔点特性应用最多,且主要应用在电子工业中,如厚膜集成电路如需转载请注明摘自:、多层陶瓷电容器、导电油墨、太阳能电池电极等。
目前,微纳米银粉的制备方法大致可分为物理法和化学法。
物理法主要有气相蒸发凝聚法、研磨法和雾化法等。
化学法主要有液相化学还原法、液固相化学还原法等,其中液相化学还原法因其成本较低,制备工艺及设备要求相对简单,产物的粒径及形状较易控制,同时还可以配合球磨等方法获得其他形状的银粉颗粒等优点,被广泛应用于微纳米银粉的制备,并成为工业上制备微纳米银粉的主要方法。
以硝酸银为原料,抗坏血酸为还原剂制备微纳米银粉,近几年报道量逐渐增加。
例如,梁敏等采用硝酸银、抗坏血酸为反应原料,油酸为分散剂制备超细银粉;甘卫平等采用硝酸银、抗坏血酸作为反应原料,柠檬酸三钠作为分散剂制备超细银粉。
但是中国论文检测,以硝酸银-抗坏血酸-聚乙二醇体系制备微纳米银粉,且聚乙二醇兼顾分散剂及乳化剂还鲜见报道,而且,对微纳米银粉的纯度控制也未作为探讨内容。
为此,笔者采用抗坏血酸为还原剂,聚乙二醇为分散剂及乳化剂,采用液相化学还原法制备微纳米银粉,并对产物性能进行表征。
旨在探讨一种采用较低成本、较少助剂获得纯度较高、粒度较小且分散性良好的微纳米银粉的方法。
1 实验1.1 主要试剂及仪器硝酸银(AgNO3),AR级,相对分子质量169.88;各元素质量分数:Ag为63.50%,N 为8.25%,O为28.25%;熔点212℃,上海精细化工材料研究所。
聚乙二醇(HO(xxxx)n H),AR级,国药集团化学试剂有限公司。
抗坏血酸(C6H8O6),AR级,相对分子质量176.12,熔点190~192℃,国药集团化学试剂有限公司。
化学还原法制备纳米银粉的研究
柬工案 投术
理 论 研 究
化学还 原法制备纳米银粉 的研究
姜 望, 张丽奇 ( 包头钢铁职业技术学 院 , 内蒙古 包头 0 1 4 0 1 0)
摘 要 :近年 来 , 人们对 于纳米材料独 特的光 、电、力 、磁性质 给予 了广泛的关注 。本 文介绍 了以硼 氢化钠为还原 剂 ,以柠檬 酸三钠为表 面 活性 剂 ,在反应温度 为 2 5 ℃、 [ A g + ] 为 0 . i m o 1 / L 和 高速搅拌 的条件 下 ,制备 出片状结构 的纳米级别银粉 。 关键词 :纳米银粉 ;还原 ;制备
S HZ — D DF 一 1 叭5 巩义市予华仪器有限责任公司 巩义市 予华仪器厂制造
[ 1 ] 魏春 萍 . 纳 米银粉 的制备及表征 [ z ] . 辽 宁化工 , 2 0 1 0 , 7 ( 0 7 ) .
[ 2 ] M I N D Y N R , T H O M A S A .T h e n a n o t r u c t u r e d m a t e r i a 1 S i n d u s t r y [ J ] . A m C e r a m S o c B u l 1 , 1 9 9 7 , 7 6 ( 0 6 ) : 5 1 1 .
D O I: 1 0 . 1 6 6 4 0 / j . c n k i . 3 7 — 1 2 2 2 / t . 2 0 1 5 . 2 2 . 2 6 1
1 纳米材料的应用
最近 几年的研究生产中 ,由于较高 的传 热性、高的抑菌性和较 强 的催 化能力 , 片状银纳米材 料称得上是一 种最有研究前 景的无机纳 米 材料 。然而片状纳米银粉在制备过 程中产量难 以提高 ,为使产量有 所 突破其生产成本又会大幅度 攀升 ,可以说纳米级别银粉 的的制备 面临 着相当大的困难 。
纳米银粉的制备及其光学性能研究
河南师范大学硕士学位论文纳米银粉的制备及其光学性能研究姓名:王亚丽申请学位级别:硕士专业:无机化学指导教师:周建国20060601、图3.1样品的Ⅺm图谱FIg.3.1Ⅺmpa讹mofthesample图3.1为PVP:AgN03(质量比)=1:1,还原剂:AgN03(摩尔比)=1:1,还原剂和AgN03的浓度均为O.6mol/l,反应温度为30℃,反应时间为50mill制备出样品的xRD衍射图谱,图中有三个明显的峰值与JcPDs卡№.04.0783中峰的位置一致,说明产物为立方晶型,其对应的晶面指数由左到右依次为(111)、(200)、(220)。
其晶粒大小可采用Sche玎er公式D=KX饵l,2cose进行计算,计算出其一次成核的粒径。
通过对不同实验条件下一次粒径的考察,得到不同实验条件对晶粒成核的影响。
3.3.2样品的TEM形貌分析图3.2样品的TEM照片Fig.3.2TEMphoto伊叩hofthesample图3.2为上述实验条件下制备出样品的TEM照片,从图中可以看出颗粒的形状为不规则六边形结构,粒度分布较均匀,颗粒的分散性好,颗粒的大小约为80砌左右。
3.4结果与讨论3.4.1分散剂的影响3.4.1.1分散剂加入方式的影响(a)(b)图3-3不同Pv_P加入方式产物的rIEM照片F毡.3.31EMphoto蓼aphsofthes柚叩leswithdi如rentPVPaddj矗0n本实验考察了Pv_P加入方式对产物形貌和粒径大小的影响。
结果表明:先将还原剂与与PVP溶液混合后,再将AgN03溶液加入到该混合溶液后进行还原制得的银颗粒较大,粒径范围为20~130Ilm,团聚现象严重,产物为不规则结构(见图3.3a):先将PVP与Al封03溶液混合后,再将还原剂加入到此混合溶液中,得到银粉颗粒较小,粒径范围为75~85m且分散性好,粒径分布较均匀,产物为不规则六边形结构(见图3.3b)。
浅析纳米银粉的制备方法
浅析纳米银粉的制备方法【摘要】:银是一种重要的贵金属,被广泛应用于抗菌材料、医药材料、装饰材料、电子浆料、催化剂等领域。
纳米银粉制备技术主要有反相微乳液法、液相还原法、有机还原剂化学还原法、液固相化学法、高分子保护化学还原法等,文章比较了各种方法的优缺点。
【关键词】:纳米银粉;制备方法国内外有关纳米银粉制备的文献和专利报道很多,制备方法主要分为化学方法和物理方法。
化学方法主要有液相化学还原法、电化学法、光化学还原法等,物理方法主要有还原球磨法、蒸发冷凝法及雾化法等。
下面简略地介绍这些制备方法以及相关文献报道。
1反相微乳液法按照油和水的比例不同可以将微乳液分为正相(OPW) ,反相(WPO) 和双连续相微乳液体系。
其中WPO 型微乳液体系适用于无机纳米粒子的制备在WPO 型微乳液体系里,微小的水池被表面活性剂和助表面活性剂组成的单分子层界面膜所包围而形成微乳颗粒,或叫水核,其大小可控制在十到几十纳米之间.水核尺度小却彼此分离,这种特殊的微环境称为“微型反应器”,或纳米反应器。
微乳液法是近年来发展起来的制备纳米粒子的有效方法,该方法具有装置简单、操作容易、粒子可控、不易发生团聚等优点。
2液相化学还原法液相化学还原法是利用化学反应中的氧化还原方法,在液相中将银盐中的银阳离子还原成原子银,从而制备出纳米银粒子。
化学还原法通常以硝酸银、氯化银、银氰化钾等银盐为原料,在有机保护剂(聚乙烯毗咯烷酮、聚乙烯醇、十二烷基磺酸钠、Daxad 19, Triton X-100等)存在下,用不同的还原剂进行还原。
还原剂的种类主要有次磷酸钠、水合胜、甲醛、抗坏血酸、葡萄糖、连二亚硫酸钠、NaBH4、单宁、氢酮等。
液相化学还原法工艺简单,容易操作,对设备要求低,易于批量生产,是最具有实用价值的方法之一。
3化学还原/沉积法通过化学还原/沉积的方式,一步获得片状银粉的方法。
该方法制备的片状银粉具有纯度高、片状均匀、亮度好的优点,但由于得到的粉末机械性能差,当银粉与树脂匹配轧制成浆料后,在加热固化时,随着固化温度升高,银片收缩,形成颗粒并变粗,失去银粉光泽而呈银灰色,导致零位电阻增加,该方法还在进一步的研究之中。
液相还原法制备纳米银粉固液分离技术
液相还原法制备纳米银粉固液分离技术下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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纳米银粉的制备工艺研究
1 1 试 剂及 仪 器 . 试 剂 : 酸 银 、 坏 血酸 、 硝 抗 水合 肼 、 乙二 醇 ( E 、 乙烯 醇 ( V 和 聚 乙烯 吡 咯烷 酮 . 器 : 杯 、 聚 P G) 聚 P A) 仪 烧 磁 力搅 拌 器 、 形滴 液漏 斗 、 Z 6 5 球 D F一 0 0型 干燥 箱 、 L A C一10型 电子 天 平 、 II N 0 1 SZO 2 0型 场 发射 扫 描 电子 显微 镜 、 D一3 X射 线衍 射仪 . X A
Vo . No. 1 21 3 Se 201 p. 2
d i 1 3 6 / .sn 1 0 o :0. 9 9 jis . 0 7—0 3 . 01 . 3 0 7 8 4 2 2 0 .0
纳 米 银 粉 的 制 备 工 艺 研 究
张永 强 ,杨 长春
( . 州 大 学 化 学 系 , 南 郑 州 4 00 ; . 南教 育 学 院 化 学 系 , 南 郑 州 4 04 ) 1郑 河 50 1 2 河 河 5 0 6
最 小 为 5 m 左 右 的 银 粉 . 0n
关 键 词 : 坏 血 酸 ; 酸 银 ; 米银 ; 备 抗 硝 纳 制
中图 分 类 号 : 6 6 5 0 4 .
文 献 标 识 码 : A
文 章 编 号 :0 7— 8 4 2 1 ) 3— 0 9— 3 10 0 3 ( 02 0 0 1 0
银 粉 是一 种重 要 的贵 金属 粉末 , 广泛 应 用 于催化 剂 、 菌材 料 、 抗 医药 材料 、 电子 浆 料 等领 域 . 粉 是 乙烯 银
环 氧化 催 化剂 的 主要成 分 … ; 把银 纳 米微 粒 加 入 到 织物 中可 以消 除异 味 ; 医用 纱 布 中渗 入 纳米 银 粒 子 具 有
纳米银的合成研究进展(2)
分离 、洗 涤 、干 燥
纳米 银 粉
图 2 液相化学还原法制备 Ag 纳米银粉
Fig.2 Synthesis of silver nanoparticles by chemical reduction in aqueous solution
反应中,分散剂可控制反应的过程,降低银粒子 的表面活性,从而控制生成的银微粒在钠米数量级。常 用的分散剂有PVP(聚乙烯吡咯烷酮)、PVA(聚乙烯醇)、 明胶等,华中科技大学材料学院乔学亮等人系统研究 了PVP分散剂体系中纳米银的制备过程。所得纳米银粒 径可达 15nm 左右,质量分数为 0.04% 时,纳米银为橙 黄色透明溶液,溶胶能在水相中长期保存,不发生沉 降。
·31·
Ch emi cal Te chno logy M arket
3 《化工科技市场》2 0 05 第 期
研 究 与 进 展
粒子单层膜还可转移到玻璃等基质上[ 1 4 ] 。这样,可 使合成的纳米银转移至不同的化学物理环境中,这是 纳米银的制备由实验转向实际应用的一个重要步骤。 还可利用萃取剂将金属离子萃取到有机相中,然后 还原,直接得到了负载银的有机纳米流体,避免了纳米 颗粒在制备、改性及添加过程中可能会出现的粒子团 聚或分散不均的等问题。利用二((2,4,4- 三甲基戊 基) 单硫代膦酸等萃取剂,将 Ag + 从水相萃取进有机 相,再用固体硼氢化钾直接还原萃取相中的 Ag+,可制 备纳米银的石蜡流体[15],所得因纳米粒子粒径在10nm 左右,无团聚现象。研究表明,萃取剂对纳米银微粒具 有良好的表面修饰作用,纳米银微粒可有效地改善液 体石蜡的减摩抗磨性能。
前言
近年来,原材料价格持续上涨,终端电子消费品价 格不但下跌,客观上还要求在不降低产品性能的条件 下,使用尽可能少的原材料。应用纳米技术能将块状材
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第21卷第3期河南教育学院学报(自然科学版)V01.21No.32012年9月JournalofHenanInstituteofEducation(NaturalScienceEdition)Sep.2012
doi:lO.3969/j.issn.1007—0834.2012.03.007
纳米银粉的制备工艺研究
张永强1’2,杨长春1
(1.郑州大学化学系。
河南郑州450001;2.河南教育学院化学系,河南郑州450046)
摘要:以抗坏血酸(Vc)为还原剂,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,将硝酸银溶液通过化学还原来制备纳米银粉.讨论了加料方式、分散荆用量、温度以及硝酸银浓度对银粉粒径的影响.通过优化反应条件。
制得了平均粒径
最小为50nm左右的银粉.
关键词:抗坏血酸;硝酸银;纳米银;制备
中图分类号:0646.5文献标识码:A文章编号:1007—0834(2012)03—0019—03
银粉是一种重要的贵金属粉末,广泛应用于催化剂、抗菌材料、医药材料、电子浆料等领域.银粉是乙烯环氧化催化剂的主要成分H3;把银纳米微粒加入到织物中可以消除异味;医用纱布中渗入纳米银粒子具有消毒杀菌作用心1;由于金属银具有良好的导电性,银粉还是制作电子浆料、导电涂层等的主要原料.超细银粉的制备方法有很多种,大体分为物理法和化学法.物理法b3主要有气相蒸发凝聚法、研磨法和雾化法等.化学法¨3是制备银粉的最重要的方法,现在工业上所用超细银粉大多采用此法制备,该法就是用还原剂把银离子从它的盐或配合物水溶液中以粉末的形式沉积出来.
本文以抗坏血酸为还原剂,以聚乙烯吡咯烷酮为分散剂,将硝酸银溶液通过化学还原来制备纳米银粉.通过优化反应条件,制得了平均粒径最小为50nm左右的银粉,比文献[5]制得的平均粒径0.3—1¨m、文献[6]制得的0.8—1.2斗m的银粉都要小.
1实验
1.1试剂及仪器
试剂:硝酸银、抗坏血酸、水合肼、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)和聚乙烯吡咯烷酮。
仪器:烧杯、磁力搅拌器、球形滴液漏斗、DZF一6050型干燥箱、ALC一110型电子天平、SIZION200型场发射扫描电子显微镜、XD一3AX射线衍射仪.
1.2实验原理
实验表明,用还原性较强的水合肼做还原剂时,反应速度快,生成的银粉团聚成较大的颗粒.因此本实验采用还原性相对较弱的抗坏血酸为还原剂.我们分别比较了分散剂PEG、PVA和PVP的分散效果.在用量相同的情况下,用PEG时,银粉发生了团聚;PVA分散效果虽好,但在室温下不易溶于水;PVP分散效果好,且室温时在水溶液中的溶解度较高,因此本实验选PVP为分散剂.硝酸银被还原成银颗粒后,自然沉降一段时间,银粉与上清液分离后,先后经水洗、乙醇洗至无杂质,烘干,即得纳米银粉.抗坏血酸与硝酸银反应原理如下
2AgN03+C6H806=2Ag+C6H606+2HN03.
2结果与讨论
2.1银粉的形貌
图1和图2是在一定条件下制得的银粉的XRD图和SEM图.图1的衍射峰与银的标准图谱中的一致,没有其他物质的峰,表明我们制得的是纯银.衍射峰窄而尖锐,说明银的结晶性良好.由银粉的SEM图可见,银粉分散均匀,设有团聚,平均粒径在50Ill左右.
收稿日期:2012—06—07
基金项目:河南省自然科学基金资助项目(112300410023);河南省教育厅自然科学项目(2011A150011)
作者简介:张永强(1977一),男,河南焦作人,郑州大学化学系在读博士研究生、河南教育学院化学系讲师
万方数据
20河南教育学院学报(自然科学版)0102030405060708090
20,。
图1银粉的XRD图
Fig.1XRDpictureofsilverpowders
图2银粉的SEM图
Fig.2SEMpictureofsilverpowders
2.2反应条件对银粉粒径的影响
2.2.1加料方式的影响
我们比较了两种加料方式对银粉粒径的影响.一种是先将硝酸银与适量的PVP混合,溶液温度为27℃,磁力搅拌至PVP溶解完全,逐滴加入Ve;另一种是先将Vc与PVP混合,溶解完全,其他条件不变,再逐滴加入硝酸银.通过显微镜观察可见,第一种方法制得的银粉颗粒要比第二种方法制得的小.这是因为逐滴加入Vc时,Vc被反应液稀释,与硝酸银反应较慢,生成的银颗粒被及时分散.因此,我们采用第一种方法制取银粉.
2.2.2PYP用量的影响
图3为硝酸银、抗坏血酸浓度各为0.05mol/L,等体积混合,PVP与硝酸银的质量比从左到右依次为0.6、1.0和1.5时所得银粉的SEM图.由图可见,左图PYP的含量最低,银粉团聚得最厉害.随着PVP含量的增加,银粉的分散性越来越好.但右边两个图中单个粒子的粒径大于100nm,没有明显变化.可见,PVP的含量影响的主要是银粉的分散性.PVP的最佳用量为能使银粉均匀分散即可,用量过大时,一方面它在水溶液中的溶解度有限,另一方面将对后期银粉的洗涤造成困难.
一
|=二二:!≥型
图3不同PVP含■的银粉的SEM图
Fig.3
SEMofsilverpowdersobtainedatdifferentPVPdose
2.2.3温度的影响
图4为硝酸银、抗坏血酸浓度各为0.05mol/L,等体积混合,PYP与硝酸银的质量比为1.5,反应温度从左到右依次为30℃和60℃时所得银粉的SEM图.硝酸银被还原时,一部分用于形成新的晶核,另一部分用于晶核的生长.由图可见,反应温度的升高有利于晶核的生长,因此银粉的平均粒径在增大.
2.2.4硝酸银浓度的影响
图5为PVP与硝酸银的质量比为1.5,反应温度为30℃,硝酸银和抗坏血酸浓度从左到右依次为0.001mol/L和0.01mol/L时所得银粉的SEM图.由图可见,随着硝酸银和Vc浓度的增加,银粉的粒径分布变宽,平均粒径增大.这是由于硝酸银和Vc的浓度高时,还原得到的银增多,将有更多的银用于晶核的生长.
万方数据
第3期张永强等:纳米银粉的制备工艺研究2l
图4不同反应温度下银粉的SEM图
Fig.4SEMpictureofsilverpowdersobtainedatdifferenttemperatures
la,【AgN03]=OuuImol/L,lVcJ=ULJuImol/L(b)lAgN03]=0.01mol/L,lVc]=OOlmol/L
图5不同硝酸银浓度下银粉的SEM图
SEMpictureofsilverpowdersobtainedatdifferentsilvernitrateconcentrations
Fig.5
3结论
逐滴加入还原剂比逐滴加入氧化剂时,制得的银粉粒径要小.随着PVP含量的增加,银粉的分散性越来越好.温度升高,银粉的平均粒径在增大.硝酸银和Vc的浓度小时,将制得粒径较小的银粉.
参考文献
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ResearchthePreparationTechnologyofNanosilverPowders
ZHANGYong.qian91一,YANGChang—chun1
(1.DepartmentofChemistry,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001,China;
2.DepartmentofChemistry,HenanInstituteofEducation,Zhengzhou450046,China)Abstract:ThesolutionofsilvernitratewasreducedtopreparenanosliverpowderswithVcasreductantandPVPasdispersant.Theeffectsofchargingmode,dispersantdose,temperatureandsilvernitrateconcentrationonsilverparticlewasdiscussed.Thesilverpowdersoftheminimumaveragediameter,50am,wereobtainedbyoptimizingreactionconditions.
Keywords:ascorbicacid;silvernitrate;nanosilver;preparation
万方数据
纳米银粉的制备工艺研究
作者:张永强, 杨长春, ZHANG Yong-qiang, YANG Chang-chun
作者单位:张永强,ZHANG Yong-qiang(郑州大学化学系,河南郑州450001;河南教育学院化学系,河南郑州450046), 杨长春,YANG Chang-chun(郑州大学化学系,河南郑州,450001)刊名:
河南教育学院学报(自然科学版)
英文刊名:Journal of Henan Institute of Education(Natural Science Edition)
年,卷(期):2012,21(3)
本文链接:/Periodical_hnjyxyxb-zrkxb201203007.aspx。