CN111097922A - 一种纳米银颗粒及其制备方法和用途 - Google Patents

一种纳米银颗粒及其制备方法和用途 Download PDF

Info

Publication number
CN111097922A
CN111097922A CN202010108829.9A CN202010108829A CN111097922A CN 111097922 A CN111097922 A CN 111097922A CN 202010108829 A CN202010108829 A CN 202010108829A CN 111097922 A CN111097922 A CN 111097922A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silver
dispersion liquid
reducing agent
nano
agent dispersion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010108829.9A
Other languages
English (en)
Inventor
赵涛
郝放
朱朋莉
胡友根
梁先文
孙蓉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Original Assignee
Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS filed Critical Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Priority to CN202010108829.9A priority Critical patent/CN111097922A/zh
Publication of CN111097922A publication Critical patent/CN111097922A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/054Nanosized particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures

Abstract

本发明涉及一种纳米银颗粒及其制备方法和用途,所述纳米银颗粒的制备方法包括将银氨溶液和保护剂分散液混合,之后加入还原剂进行混合反应,得到所述纳米银颗粒;其中,所述还原剂包括抗坏血酸、葡萄糖、柠檬酸、草酸或甲酸中任意一种或至少两种的组合,本发明采用上述方法制备得到的纳米银颗粒具有粒径小、粒径分布窄的特点,本发明所述方法通过一步反应制备纳米银颗粒,反应体系简单,能使用温度调节控制纳米银颗粒的粒径,能够用于纳米银粒子批量化生产。

Description

一种纳米银颗粒及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于金属纳米材料领域,涉及一种纳米银颗粒及其制备方法和用途。
背景技术
在各种纳米金属中,纳米银基于其粒径、结构而呈现的不同寻常的光学的、电学的、化学的特性引起了科学界的广泛关注,而其优异的特性为相应技术应用打开了探索之门。在过去的二十多年里,关于纳米银粒度、形貌控制的研究已有大量报道。
一般而言,纳米银的主要制备方法包括在有保护剂的情况下对Ag+进行化学还原、在有机溶剂中进行热降解、在反胶束中化学或光学还原等。利用这些办法,包括球状、八面体、四面体、六边形、立方体、线形、同轴线形、片状、带状的纳米银都可以被制备出来。
化学还原法是纳米银粉制备的常用方法,在有机或无机溶剂中加入银盐,向溶液中加入适量的还原剂,将银离子还原为小晶核,经过小晶核的聚集,生长成为一定粒径的银颗粒,保护剂在表面形成一层有机物层,使颗粒之间保持单分散,防止进一步长大。不过由于颗粒之间有一定厚度的保护剂和一定尺寸的空隙,所以烧结后的性质永远不会超越块状金属本身。
CN103769603A公开了一种纳米银的制备方法,该方法以生物分子为模板,利用AgNO3溶液提供银离子,调控合成出具有球形形貌的银纳米粒子,该方法虽然成本低、绿色环保无污染,但制备工艺较为复杂,且结果不稳定。
CN106623971A公开了一种稳定银纳米颗粒的合成方法,其采用还原剂和硝酸银的混合溶液来合成稳定纳米银颗粒,其包括将银源和有机胺溶液混合得到混合液和纳米银颗粒的合成两个步骤,以硝酸银为银源,水合肼或硼氢化钠为还原剂,有机胺为保护剂,此方案存在步骤繁琐,且不容易控制,产率不高,反应物的种类多,反应副产物多,后处理工艺复杂,增加了生产成本。
因此,开发一种反应体系简单,制备得到的纳米银颗粒的粒径小,粒径分布范围窄,且适于批量化制备的纳米银颗粒的制备方法仍具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米银颗粒及其制备方法和用途,所述纳米银颗粒的制备方法包括将银氨溶液和保护剂分散液混合,之后加入还原剂进行混合反应,得到所述纳米银颗粒;其中,所述还原剂包括抗坏血酸、葡萄糖、柠檬酸、草酸或甲酸中任意一种或至少两种的组合,本发明采用上述方法制备得到的纳米银颗粒具有粒径小、粒径分布窄的特点,本发明所述方法通过一步反应制备纳米银颗粒,反应体系简单,能使用温度调节控制纳米银颗粒的粒径,能够用于纳米银粒子批量化生产。
为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种纳米银颗粒的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)将银氨溶液和保护剂分散液混合,得到混合溶液;
(2)将还原剂分散液加入步骤(1)的混合溶液中,进行反应,得到所述纳米银颗粒;
其中,步骤(2)所述还原剂分散液中的还原剂包括抗坏血酸、葡萄糖、柠檬酸、草酸或甲酸中任意一种或至少两种的组合,所述组合示例性的包括抗坏血酸和葡萄糖的组合、柠檬酸和草酸的组合或甲酸和葡萄糖的组合等。
本发明所述方法将还原剂分散液加入银氨溶液和保护剂分散液的混合溶液中进行反应,仅一步反应得到粒径小、且粒径分布窄的纳米银颗粒,所得纳米银颗粒的粒径分布于10-120nm之间,均一度高,不易团聚。且制备过程中能通过调节反应温度,对制备得到的产物的形貌和粒径进行调控,增加制备过程的可控性。
本发明所述方法采用上述还原剂,其均具有较温和的还原能力,同时,其还原能力与温度有很大的关系,能在较低温度下进行反应,从而避免高温反应加速奥斯瓦尔德熟化造成的纳米银颗粒的粒径增加;本发明所述方法采用上述还原剂并结合合适的反应温度(0-60℃),能很好的控制纳米银晶核的形成速度和生长速度,得到不同尺寸的形貌均一、分散性良好的纳米银颗粒。
优选地,步骤(2)所述还原剂分散液中的还原剂为抗坏血酸。
本发明采用抗坏血酸作为还原剂,其结构简单,还原能力适宜,有利于形貌的控制。
优选地,步骤(1)所述银氨溶液的配置方法包括将硝酸银分散在水中,得到硝酸银溶液,之后加入氨水,得到银氨溶液。
优选地,所述氨水的浓度为15-20%,例如16%、17%、18%或19%等。
优选地,所述硝酸银溶液中硝酸银的质量百分含量为2-12%,例如3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%或11%等,优选为4-6%。
优选地,步骤(1)所述保护剂分散液中的保护剂包括十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、油酸、聚乙二醇、正十二硫醇、聚丙烯酸或月桂酸中的任意一种或至少两种的组合;所述组合示例性的包括十二烷基苯磺酸钠和聚乙烯吡咯烷酮的组合、聚乙烯醇和油酸的组合、聚乙二醇和正十二硫醇的组合或聚丙烯酸和月桂酸的组合等,优选为聚乙烯吡咯烷酮。
本发明采用聚乙烯吡咯烷酮作为保护剂,其成本低,且后续经洗涤处理后残余量小。
优选地,步骤(1)所述保护剂分散液中保护剂的质量百分含量为2-10%,例如3%、4%、5%、6%、7%、8%或9%等。
优选地,步骤(1)所述银氨溶液中硝酸银的质量与所述保护剂分散液中保护剂的质量之比为1:(0.25-4),例如,1:0.3、1:0.5、1:0.7、1:1、1:1.1、1:1.3、1:1.5或1:1.8等,优选为1:(0.5-2)。
本发明所述方法的制备过程中银氨溶液中硝酸银的质量与保护剂分散液中保护剂的质量之比为1:(0.25-4),其在纳米银颗粒的制备过程产生空间位阻作用,从而抑制银颗粒的团聚和长大,从而得到粒径小、且粒径分布范围窄的纳米银颗粒。当其质量之比<1:4时,保护剂浓度不够,对晶面吸附保护不足,容易产生银纳米线、纳米棒,当其质量之比>1:0.25时,保护剂用量继续增加对粒径的影响不大,洗涤处理后残余量增大。
优选地,步骤(1)所述保护剂分散液的溶剂为水和/或乙醇;优选为水。
优选地,步骤(2)所述还原剂分散液的溶剂为水和/或乙醇,优选为水。
优选地,所述还原剂分散液中还原剂的质量百分含量为10-20%,例如11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%或19%等。
本发明中使用的还原剂分散液中还原剂的质量百分含量为10-20%,其有利于控制反应过程中银颗粒的成核过程,增加制备过程的可控性,从而有利于获得粒径小,且粒径分布窄的纳米银颗粒;而当还原剂分散液中还原剂的质量百分含量<10%时,反应不充分,银离子没有被完全还原,当还原剂分散液中还原剂的质量百分含量>20%时,还原剂过量导致银离子被快速还原为单质,造成纳米粒子团聚。
优选地,步骤(1)所述银氨溶液中硝酸银的质量与步骤(2)所述还原剂分散液中的还原剂的质量之比为1:(0.1-0.3),例如1:0.15、1:0.2或1:0.25等。
优选地,步骤(2)中还原剂分散液的加入方式为滴加。
优选地,步骤(2)所述进行反应的温度为0-60℃,例如5℃、10℃、20℃、30℃、40℃或50℃等。
本发明所述方法中加入还原剂分散液进行反应的温度为0-60℃,其在较低温度下能还原银氨溶液中银离子,反应条件温和,且能得到粒径较小且形貌均一度高的纳米银颗粒。当温度<0℃时,溶剂易凝固;当温度>60℃时,还原剂的还原能力被强化,同时纳米粒子的不规则运动增加,导致纳米粒子的团聚,粒径增大。
优选地,步骤(2)中进行反应的时间为0.5-6h,例如1h、2h、3h、4h或5h等。
优选地,步骤(2)中还原剂分散液加入的过程中伴随搅拌。
优选地,所述搅拌的转速为600-2000rpm,例如700rpm、800rpm、900rpm、1000rpm、1100rpm、1200rpm、1300rpm、1400rpm、1500rpm、1600rpm、1700rpm、1800rpm或1900rpm等。
优选地,步骤(2)所述反应结束后还包括将产物进行固液分离、洗涤和干燥。
优选地,所述固液分离的方法包括过滤、沉降、蒸发或离心中的任意一种或至少两种的组合,所述组合示例性的包括过滤和沉降的组合、沉降和蒸发的组合或离心和沉降的组合等,优选为过滤。
优选地,所述洗涤的洗涤剂包括乙醇和水。
优选地,所述洗涤的过程中伴随超声。
优选地,所述干燥的方法包括真空干燥、自然干燥、加热干燥或鼓风干燥中的任意一种。
优选地,所述干燥为真空干燥。
优选地,所述真空干燥的温度为20-50℃,例如25℃、30℃、35℃、40℃或45℃等。
优选地,所述干燥的时间为12-24h,例如13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h、21h、22h或23h等。
作为本发明优选的技术方案,所述纳米银颗粒的制备方法包括以下步骤:
(a)将硝酸银分散在水中得到质量百分含量为2-12%的硝酸银溶液,之后加入氨水,得到银氨溶液;将保护剂分散在第一溶剂中,得到保护剂分散液,将还原剂分散在第二溶剂中得到还原剂分散液;所述第一溶剂和第二溶剂各自独立的选自乙醇和/或水;
(b)将步骤(a)中的银氨溶液和保护剂分散液在容器中混合,得到混合溶液,之后放置在0-60℃的恒温水浴中;所述银氨溶液中硝酸银的质量与保护剂分散液中保护剂的质量之比为1:(0.25-4);
(c)在600-2000rpm的搅拌转速下,将步骤(a)中的还原剂分散液滴加到步骤(b)的混合溶液中,进行反应0.5-6h,之后固液分离、洗涤、干燥,得到所述纳米银颗粒。
本发明所述方法制备过程采用的原料基本无毒无污染,绿色环保,反应工艺在温和条件下进行,无特殊压力或温度要求,设备要求低,减少了工艺设备和能耗成本。
第二方面,本发明提高了一种调控纳米银颗粒粒径的方法,所述方法包括采用如第一方面所述的方法。
优选地,所述方法包括调整步骤(2)中进行反应的温度。
优选地,所述进行反应的温度为0-60℃,例如5℃、10℃、20℃、30℃或40℃等。
本发明所述方法在银氨溶液和保护剂分散液的混合溶液中加入还原剂分散液,之后进行反应,得到纳米银颗粒,其制备过程中通过调节进行反应的温度从而能有效调节产物纳米银颗粒的形貌和粒径,增加制备纳米银颗粒制备过程的可控性。
第三方面,本发明提供了如第一方面所述方法制备得到的纳米银颗粒,所述纳米银颗粒的粒径为10-120nm,例如15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm、90nm、95nm、100nm、105nm、110nm或115nm等。
优选地,所述纳米银颗粒为立方晶型结构。
第四方面,本发明提供了如第三方面所述的纳米银颗粒的用途,所述纳米银颗粒用于柔性印刷导电油墨、半导体封装领域焊料或医疗纳米抗菌材料中。
本发明所述纳米银颗粒的制备方法具有操作简单、设备成本低、粒径分布窄等诸多优点,可批量制备纳米银颗粒,可以应用于柔性印刷导电油墨、半导体封装领域焊料等领域;其利用当金属纳米粒子粒径小于100nm时,金属纳米粒子的熔点会随尺寸下降而急剧下降,所以通过减小纳米粒子的粒径来降低烧结温度,可以使烧结后的材料具有接近块状金属的属性,如导电率、导热率和硬度等。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明所述纳米银颗粒的制备方法采用液相化学还原法,通过在银氨溶液和保护剂分散液的混合溶液中加入还原剂分散液,之后反应得到所述纳米银颗粒,其制备过程通过一步反应得到粒径小,且粒径分布范围窄的纳米银颗粒,所得纳米银颗粒的粒径在10-120nm之间,且产物的均一度高,不易团聚;
(2)本发明所述纳米银颗粒的制备方法的原料廉价、且通过调节反应温度能有效调节制备得到的纳米银颗粒的粒径,且适于批量制备纳米银颗粒;
(3)本发明所述方法简化了反应物的种类,减少了副产物,简化了后处理工艺,使得反应更易于控制,有效的减少了原料和工艺成本。
附图说明
图1是本发明实施例1中制备得到的纳米银颗粒的扫描电镜图;
图2是本发明实施例1中制备得到的纳米银颗粒的X射线衍射图;
图3是本发明实施例2中制备得到的纳米银颗粒的扫描电镜图;
图4是本发明实施例3中制备得到的纳米银颗粒的扫描电镜图;
图5是本发明实施例4中制备得到的纳米银颗粒的扫描电镜图;
图6是本发明实施例5中制备得到的纳米银颗粒的扫描电镜图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
纳米银颗粒的制备方法:
(a)将1g硝酸银分散在10g超纯水中,得到质量分数为10%硝酸银溶液,并滴加氨水,制备成银氨溶液;将1g聚乙烯吡咯烷酮分散于12g水中,得到质量分数为8.3%的聚乙烯吡咯烷酮分散液;将0.2g抗坏血酸分散于1g水中,得到质量分数为20%的抗坏血酸溶液
(b)将步骤(a)得到的银氨溶液和聚乙烯吡咯烷酮分散液在三颈烧瓶中混合,放置在0℃恒温水浴中;
(c)在1000r/min机械搅拌的条件下,将配置好的抗坏血酸溶液缓慢滴入,反应6h,固液分离,洗涤并干燥24h,得到纳米银颗粒。
本实施例制备得到的纳米银颗粒的扫描电镜图如图1所示,由图1可以看出,制备得到的纳米银颗粒均一度高,且分散性好。
本实施例制备得到的纳米银颗粒的X射线衍射曲线如图2所示,由图2可以看出,本实施例制备得到的纳米银颗粒为立方晶型结构。
实施例2
纳米银颗粒的制备方法:
(a)将1g硝酸银分散在10g超纯水中,得到质量分数为10%硝酸银溶液,并滴加氨水,制备成银氨溶液;将1g聚乙烯吡咯烷酮分散于12g水中,得到质量分数为8.3%的聚乙烯吡咯烷酮分散液;将0.2g甲酸分散于2g水中,得到质量分数为10%的甲酸溶液
(b)将步骤(a)得到的银氨溶液和聚乙烯吡咯烷酮分散液在三颈烧瓶中混合,放置在20℃恒温水浴中;
(c)在1000r/min机械搅拌的条件下,将配置好的甲酸溶液缓慢滴入,反应6h,固液分离,洗涤并干燥24h,得到纳米银颗粒。
本实施例制备得到的纳米银颗粒的扫描电镜图如图3所示,由图3可以看出,制备得到的纳米银颗粒均一度高,且分散性好。
实施例3
纳米银颗粒的制备方法:
(a)将1g硝酸银分散在10g超纯水中,得到质量分数为10%硝酸银溶液,并滴加氨水,制备成银氨溶液;将1g聚乙烯吡咯烷酮分散于12g水中,得到质量分数为8.3%的聚乙烯吡咯烷酮分散液;将0.2g甲酸分散于2g水中,得到质量分数为10%的甲酸溶液
(b)将步骤(a)得到的银氨溶液和聚乙烯吡咯烷酮分散液在三颈烧瓶中混合,放置在40℃恒温水浴中;
(c)在1000r/min机械搅拌的条件下,将配置好的甲酸溶液缓慢滴入,反应6h,固液分离,洗涤并干燥24h,得到纳米银颗粒。
本实施例制备得到的纳米银颗粒的扫描电镜图如图4所示,由图4可以看出,制备得到的纳米银颗粒均一度高,且分散性好。
对比实施例2、3可以看出,纳米银颗粒的制备过程中调整步骤(c)中进行反应的温度,能有效调整制备得到的银纳米颗粒的粒径,且在上述温度范围内均能得到粒径分布范围窄,且均一度高的纳米银颗粒。
实施例4
纳米银颗粒的制备方法:
(a)将1g硝酸银分散在20g超纯水中,得到质量分数为5%硝酸银溶液,并滴加氨水,制备成银氨溶液;将1g油酸分散于16g无水乙醇中,得到质量分数为6.25%的油酸分散液;将0.2g抗坏血酸分散于1g水中,得到质量分数为20%的抗坏血酸溶液;
(b)将步骤(a)得到的银氨溶液和油酸分散液在三颈烧瓶中混合,放置在0℃恒温水浴中;
(c)在1200r/min机械搅拌的条件下,将配置好的抗坏血酸溶液缓慢滴入,反应6h,固液分离,洗涤并干燥18h,得到纳米银颗粒。
本实施例制备得到的纳米银颗粒的扫描电镜图如图5所示,由图5可以看出,制备得到的纳米银颗粒均一度高,且分散性好。
实施例5
纳米银颗粒的制备方法:
(a)将1g硝酸银分散在20g超纯水中,得到质量分数为5%硝酸银溶液,并滴加氨水,制备成银氨溶液;将1g油酸分散于16g无水乙醇中,得到质量分数为6.25%的油酸分散液;将0.2g抗坏血酸酸分散于1g水中,得到质量分数为20%的抗坏血酸溶液
(b)将步骤(a)得到的银氨溶液和油酸分散液在三颈烧瓶中混合,放置在10℃恒温水浴中;
(c)在1200r/min机械搅拌的条件下,将配置好的抗坏血酸溶液缓慢滴入,反应6h,固液分离,洗涤并干燥18h,得到纳米银颗粒。
本实施例制备得到的纳米银颗粒的扫描电镜图如图6所示,由图6可以看出,制备得到的纳米银颗粒均一度高,且分散性好。
对比实施例4、5可以看出,纳米银颗粒的制备过程中调整步骤(c)中进行反应的温度,能有效调整制备得到的银纳米颗粒的粒径,且在上述温度范围内均能得到粒径分布范围窄,且均一度高的纳米银颗粒。
实施例6
纳米银颗粒的制备方法:
(a)将1g硝酸银分散在50g超纯水中,得到质量分数为2%硝酸银溶液,并滴加氨水,制备成银氨溶液;将0.25g正十二硫醇分散于10g水中,得到质量分数为2%的正十二硫醇分散液;将0.1g柠檬酸分散于1g水中,得到质量分数为10%的柠檬酸溶液;
(b)将步骤(a)得到的银氨溶液和正十二硫醇分散液在三颈烧瓶中混合,放置在60℃恒温水浴中;
(c)在600r/min机械搅拌的条件下,将配置好的柠檬酸溶液缓慢滴入,反应1h,固液分离,洗涤并干燥12h,得到纳米银颗粒。
实施例7
纳米银颗粒的制备方法:
(a)将1g硝酸银分散在10g超纯水中,得到质量分数为10%硝酸银溶液,并滴加氨水,制备成银氨溶液;将4g聚乙烯醇分散于50g水中,得到质量分数为8%的聚乙烯醇分散液;将0.1g葡萄糖分散于1g水中,得到质量分数为10%的葡萄糖溶液;
(b)将步骤(a)得到的银氨溶液和聚乙烯醇分散液在三颈烧瓶中混合,放置在40℃恒温水浴中;
(c)在1000r/min机械搅拌的条件下,将配置好的葡萄糖溶液缓慢滴入,反应4h,固液分离,洗涤并干燥24h,得到纳米银颗粒。
实施例8
本实施例与实施例1的区别在于,将实施例1中的抗坏血酸替换为等质量的草酸,其他条件与实施例1相比完全相同。
实施例9
本实施例与实施例1的区别在于,将实施例1中的抗坏血酸替换为等质量的葡萄糖,其他条件与实施例1相比完全相同。
对比例1
本对比例中纳米银颗粒的制备方法包括以下步骤:
(a)将1g硝酸银分散在10g超纯水中,得到质量分数为10%硝酸银溶液,并滴加氨水,制备成银氨溶液;将1g聚乙烯吡咯烷酮分散于12g聚乙二醇400中,得到质量分数为8.3%的聚乙烯吡咯烷酮分散液;
(b)将步骤(a)得到的银氨溶液和聚乙烯吡咯烷酮分散液混合,放置在60℃的反应釜中,以500rpm的转速搅拌混合反应3h,之后固液分离,洗涤并真空干燥6h,得到纳米银颗粒。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于,步骤(a)中不加入氨水,即步骤(b)中采用硝酸银替换银氨溶液,其他条件与实施例1相比完全相同。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于,将步骤(a)中的还原剂由抗坏血酸等质量的替换为硼氢化钠,其他条件与实施例1相比完全相同。
对实施例1-9和对比例1-3制备得到的纳米银颗粒的粒径的测试结果如表1所示;
表1
Figure BDA0002389233000000131
Figure BDA0002389233000000141
由上表可以看出,本发明所述方法制备得到的纳米银颗粒的粒径小,且粒径分布范围窄,且制备过程中银纳米颗粒的产率高,其均在87%以上;
对比实施例1、8、9和对比例3可以看出,采用本发明所述还原剂制备得到的纳米银颗粒的粒径分布范围明显小于采用硼氢化钠作为还原剂制备得到的纳米银颗粒;实施例1、8、9中制备得到的纳米银颗粒的粒径分布范围的宽度均≤40nm,而对比例3中制备得到的纳米银颗粒的粒径分布范围的宽度为70nm;且实施例1、8、9中制备过程的产率明显优于对比例1中的产率;
对比实施例1和对比例1可以看出,本发明所述方法能在较低温度下制备得到纳米银颗粒,制备过程条件温和,且产物粒径分布范围窄,产率高。
对比实施例1和对比例2可以看出,本发明所述方法采用银氨溶液作为银源,由其制备得到的纳米银颗粒的粒径更小,且粒径分布范围窄,产率高。
分别对比实施例2-3和4-5可以看出,本发明所述方法可通过调节制备过程的反应温度能有效调节制备得到的纳米银颗粒的粒度分布。
申请人声明,以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种纳米银颗粒的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)将银氨溶液和保护剂分散液混合,得到混合溶液;
(2)将还原剂分散液加入步骤(1)的混合溶液中,进行反应,得到所述纳米银颗粒;
其中,步骤(2)所述还原剂分散液中的还原剂包括抗坏血酸、葡萄糖、柠檬酸、草酸或甲酸中任意一种或至少两种的组合。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述还原剂分散液中的还原剂为抗坏血酸;
优选地,步骤(1)所述银氨溶液的配置方法包括将硝酸银分散在水中,得到硝酸银溶液,之后加入氨水,得到银氨溶液;
优选地,所述硝酸银溶液中硝酸银的质量百分含量为2-12%,优选为4-6%。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述保护剂分散液中的保护剂包括十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、油酸、聚乙二醇、正十二硫醇、聚丙烯酸或月桂酸中的任意一种或至少两种的组合;优选为聚乙烯吡咯烷酮;
优选地,步骤(1)所述保护剂分散液中保护剂的质量百分含量为2-10%;
优选地,步骤(1)所述银氨溶液中硝酸银的质量与所述保护剂分散液中保护剂的质量之比为1:(0.25-4),优选为1:(0.5-2)。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述保护剂分散液的溶剂为水和/或乙醇;优选为水;
优选地,步骤(2)所述还原剂分散液的溶剂为水和/或乙醇,优选为水;
优选地,所述还原剂分散液中还原剂的质量百分含量为10-20%。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述银氨溶液中硝酸银的质量与步骤(2)所述还原剂分散液中的还原剂的质量之比为1:(0.1-0.3);
优选地,步骤(2)中还原剂分散液的加入方式为滴加;
优选地,步骤(2)所述进行反应的温度为0-60℃,优选为0-10℃;
优选地,步骤(2)中进行反应的时间为0.5-6h;
优选地,步骤(2)中还原剂分散液加入的过程中伴随搅拌;
优选地,所述搅拌的转速为600-2000rpm。
6.如权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述反应结束后还包括将产物进行固液分离、洗涤和干燥;
优选地,所述固液分离的方法包括过滤、沉降、蒸发或离心中的任意一种或至少两种的组合,优选为过滤;
优选地,所述洗涤的洗涤剂包括乙醇和水;
优选地,所述洗涤的过程中伴随超声;
优选地,所述干燥的方法包括真空干燥、自然干燥、加热干燥或鼓风干燥中的任意一种;
优选地,所述干燥为真空干燥;
优选地,所述真空干燥的温度为20-50℃;
优选地,所述干燥的时间为12-24h。
7.如权利要求1-6任一项所述的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(a)将硝酸银分散在水中得到质量百分含量为2-12%的硝酸银溶液,之后加入氨水,得到银氨溶液;将保护剂分散在第一溶剂中,得到保护剂分散液,将还原剂分散在第二溶剂中得到还原剂分散液;所述第一溶剂和第二溶剂各自独立的选自乙醇和/或水;
(b)将步骤(a)中的银氨溶液和保护剂分散液在容器中混合,得到混合溶液,之后放置在0-60℃的恒温水浴中;所述银氨溶液中硝酸银的质量与保护剂分散液中保护剂的质量之比为1:(0.25-4);
(c)在600-2000rpm的搅拌转速下,将步骤(a)中的还原剂分散液滴加到步骤(b)的混合溶液中,进行反应0.5-6h,之后固液分离、洗涤、干燥,得到所述纳米银颗粒。
8.一种调控纳米银颗粒粒径的方法,其特征在于,所述方法包括采用如权利要求1-7任一项所述的方法;
优选地,所述方法包括调整步骤(2)中进行反应的温度;
优选地,所述进行反应的温度为0-60℃。
9.如权利要求1-7任一项所述方法制备得到的纳米银颗粒,其特征在于,所述纳米银颗粒的粒径为10-120nm;
优选地,所述纳米银颗粒为立方晶型结构。
10.一种如权利要求9所述的纳米银颗粒的用途,其特征在于,所述纳米银颗粒用于柔性印刷导电油墨、半导体封装领域焊料或医疗纳米抗菌材料中。
CN202010108829.9A 2020-02-21 2020-02-21 一种纳米银颗粒及其制备方法和用途 Pending CN111097922A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010108829.9A CN111097922A (zh) 2020-02-21 2020-02-21 一种纳米银颗粒及其制备方法和用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010108829.9A CN111097922A (zh) 2020-02-21 2020-02-21 一种纳米银颗粒及其制备方法和用途

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111097922A true CN111097922A (zh) 2020-05-05

Family

ID=70427700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010108829.9A Pending CN111097922A (zh) 2020-02-21 2020-02-21 一种纳米银颗粒及其制备方法和用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111097922A (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111992736A (zh) * 2020-08-28 2020-11-27 西北有色金属研究院 一种银纳米颗粒的制备方法
CN112351598A (zh) * 2020-09-27 2021-02-09 深圳先进技术研究院 一种铜颗粒焊膏及其制备方法以及烧结方法
CN112548113A (zh) * 2020-12-04 2021-03-26 中国科学院深圳先进技术研究院 银纳米颗粒的制备方法
CN112828300A (zh) * 2020-12-28 2021-05-25 长沙新材料产业研究院有限公司 一种纳米银及制备方法和应用
CN114160785A (zh) * 2021-11-17 2022-03-11 武汉船用电力推进装置研究所(中国船舶重工集团公司第七一二研究所) 一种温和条件可控纳米银溶液的制备方法
CN114226711A (zh) * 2021-12-31 2022-03-25 江苏纳美达光电科技有限公司 银纳米粒子及其制备方法
CN115254101A (zh) * 2022-09-01 2022-11-01 广西至善新材料科技有限公司 一种纳米银催化剂及其制备方法和应用
CN115445610A (zh) * 2022-09-23 2022-12-09 华中科技大学 一种高催化活性银纳米催化剂的制备方法及其产品和应用
CN116550985A (zh) * 2023-03-09 2023-08-08 深圳市哈深智材科技有限公司 一种无晶种粒径可控的亚微米银粉制备方法
CN115445610B (zh) * 2022-09-23 2024-05-14 华中科技大学 一种高催化活性银纳米催化剂的制备方法及其产品和应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1266761A (zh) * 2000-03-23 2000-09-20 南京大学 纳米级银粉的制备方法
US20110031001A1 (en) * 2009-08-10 2011-02-10 Hitachi Cable Ltd. Composite metal fine particle material, metal film and manufacturing method of the metal film, and printed wiring board and cable
CN103008683A (zh) * 2013-01-05 2013-04-03 吉林邦安宝医用设备有限公司 高效单体银溶液的制备方法及高效单体银凝胶和高效单体银洗液
JP2015110823A (ja) * 2013-10-28 2015-06-18 住友金属鉱山株式会社 銀粉の製造方法
CN106735290A (zh) * 2016-11-30 2017-05-31 华南理工大学 一种利用还原性糖低温还原制备的纳米银及其制备方法与在导电油墨中的应用
CN107793842A (zh) * 2017-10-20 2018-03-13 西安理工大学 一种纳米银导电油墨的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1266761A (zh) * 2000-03-23 2000-09-20 南京大学 纳米级银粉的制备方法
US20110031001A1 (en) * 2009-08-10 2011-02-10 Hitachi Cable Ltd. Composite metal fine particle material, metal film and manufacturing method of the metal film, and printed wiring board and cable
CN103008683A (zh) * 2013-01-05 2013-04-03 吉林邦安宝医用设备有限公司 高效单体银溶液的制备方法及高效单体银凝胶和高效单体银洗液
JP2015110823A (ja) * 2013-10-28 2015-06-18 住友金属鉱山株式会社 銀粉の製造方法
CN106735290A (zh) * 2016-11-30 2017-05-31 华南理工大学 一种利用还原性糖低温还原制备的纳米银及其制备方法与在导电油墨中的应用
CN107793842A (zh) * 2017-10-20 2018-03-13 西安理工大学 一种纳米银导电油墨的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
翟秀静等: "《还原与沉淀》", 31 July 2008, 冶金工业出版社 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111992736A (zh) * 2020-08-28 2020-11-27 西北有色金属研究院 一种银纳米颗粒的制备方法
CN112351598A (zh) * 2020-09-27 2021-02-09 深圳先进技术研究院 一种铜颗粒焊膏及其制备方法以及烧结方法
CN112548113A (zh) * 2020-12-04 2021-03-26 中国科学院深圳先进技术研究院 银纳米颗粒的制备方法
CN112828300A (zh) * 2020-12-28 2021-05-25 长沙新材料产业研究院有限公司 一种纳米银及制备方法和应用
CN114160785A (zh) * 2021-11-17 2022-03-11 武汉船用电力推进装置研究所(中国船舶重工集团公司第七一二研究所) 一种温和条件可控纳米银溶液的制备方法
CN114160785B (zh) * 2021-11-17 2024-01-26 武汉船用电力推进装置研究所(中国船舶重工集团公司第七一二研究所) 一种温和条件可控纳米银溶液的制备方法
CN114226711A (zh) * 2021-12-31 2022-03-25 江苏纳美达光电科技有限公司 银纳米粒子及其制备方法
CN115254101A (zh) * 2022-09-01 2022-11-01 广西至善新材料科技有限公司 一种纳米银催化剂及其制备方法和应用
CN115445610A (zh) * 2022-09-23 2022-12-09 华中科技大学 一种高催化活性银纳米催化剂的制备方法及其产品和应用
CN115445610B (zh) * 2022-09-23 2024-05-14 华中科技大学 一种高催化活性银纳米催化剂的制备方法及其产品和应用
CN116550985A (zh) * 2023-03-09 2023-08-08 深圳市哈深智材科技有限公司 一种无晶种粒径可控的亚微米银粉制备方法
CN116550985B (zh) * 2023-03-09 2023-11-10 深圳市哈深智材科技有限公司 一种无晶种粒径可控的亚微米银粉制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111097922A (zh) 一种纳米银颗粒及其制备方法和用途
CN110434355B (zh) 一种高振实密度高分散性球形银粉的制备方法
CN110355380B (zh) 一种六方片状微米晶银粉的制备方法
CN107413354B (zh) 一种负载银的氧化铜纳米复合材料的制备方法
CN112475311A (zh) 一种粒径可精确控制的类球形银粉及其制备方法
CN100443414C (zh) 微结构可控纳米氧化铜的制备方法
CN109365830A (zh) 一种高振实类球形超细银粉的制备方法
CN108213456B (zh) 一种立方体纳米铜粉的制备方法
KR20140113910A (ko) 은 미립자 및 그의 제조법, 및 상기 은 미립자를 함유하는 도전성 페이스트, 도전성 막 및 전자 디바이스
CN104831098A (zh) 一种原位添加稀土氧化物晶粒细化剂的WC-Co硬质合金的制备方法
JP2010534280A (ja) 銅粒子組成物の製造方法
CN109382512A (zh) 一种花状纳米银粉体自组装结构的制备方法
JPS6155562B2 (zh)
CN107759464B (zh) 一种单分散草酸铜粉末可控制备方法
CN110615449B (zh) 一种双注射反应控制制备普鲁士蓝纳米颗粒的方法
JPH11264001A (ja) フレーク銅粉及びその製造方法
CN116393713A (zh) 一种用于细线印刷小粒径片状银粉的制备方法
CN112191860B (zh) 一种连续调节金纳米颗粒表面粗糙度的化学合成方法
CN112299467B (zh) 一种单分散油相纳米硫酸钡分散体的制备方法
JP3878867B2 (ja) インジウム水酸化物及び酸化物
CN106623968B (zh) 一种具有粒径分布窄特性的超细银粉的制备方法
CN112091233B (zh) 一种银纳米粒子的合成方法
CN114653963B (zh) 一种纳米铜粉的制备方法
CN109290588B (zh) 一种单分散性三角纳米银的制备方法
Permatasari et al. Green synthesis and characterization of natural magnetic particles/chitosan composite material impregnated with copper nanoparticles

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200505

RJ01 Rejection of invention patent application after publication