[发明专利]一种制备亚微米球形铜粉的方法

说明书

技术领域

一种制备亚微米球形铜粉的方法，涉及一种在同一体系中用两步还原获得亚微米球形铜粉方法。

背景技术

超细微粒大的比表面、高的表面能，使它具有许多奇特的物理化学性质，在冶金、化工、轻工、电子、国防、核技术和航空航天等领域表现出极其重要的应用价值。

亚微米球形铜粉是指颗粒尺寸在0.1μm以上、1μm以下的铜粉，外形近球型。因其价格便宜、且具有优良的导电性，被广泛用于电学领域，如：导电涂料、导电胶、电极材料等。传统的电解铜粉由于颗粒较大，不适合用于制作超细铜粉，雾化法由于抗氧化问题难以解决，很难推广。目前亚微米球形铜粉制备的方法有球磨法、气相蒸汽法、等离子法、γ-射线辐照-水热结晶联合法、金属蒸汽凝聚-原位冷压成形法、冷冻干燥法和液相还原法，前几种属于物理方法，存在成本高、工艺复杂、产量低的缺点。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种设备简单、工艺流程短、投资小、产量大、成本低、制备出纯度高、分散性好、易实现工业化生产的采用液相化学还原法制备亚微米球形铜粉的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种制备亚微米球形铜粉的方法，其特征在于其制备过程是将葡萄糖溶液、氢氧化钠溶液、分散剂溶液混合后作为底液，将底液水浴恒温至60℃，然后加入铜盐溶液转化成氧化亚铜，最后加入水合肼溶液还原，经陈化、过滤、干燥制备纯度高、分散性好的亚微米球形铜粉。

本发明的一种制备亚微米球形铜粉的方法，其特征在于所述的葡萄糖溶液的浓度为350g/L，其加入量是铜盐溶液中铜质量的5～6倍。

本发明的一种制备亚微米球形铜粉的方法，其特征在于所述的氢氧化钠溶液的浓度为100g/L，其用量为控制底液的pH值达到12～13。

本发明的一种制备亚微米球形铜粉的方法，其特征在于所述的分散剂溶液中的分散剂为PVP、PVA、明胶中的一种或几种，其加入量是铜盐溶液中铜质量的1％～2％。

本发明的一种制备亚微米球形铜粉的方法，其特征在于所述的铜盐溶液为硫酸铜、硝酸铜或其水合物中的一种溶液或混合溶液，其铜盐溶液中的Cu离子浓度为50～60g/L。

本发明的一种制备亚微米球形铜粉的方法，其特征在于所述的水合肼溶液浓度为40％，其加入量为铜盐溶液中铜质量的5～6倍。

本发明的一种制备亚微米球形铜粉的方法，其特征在于所述的采用水合肼溶液还原过程将反应体系的pH值控制在12～13，温度控制在60℃。

本发明的一种制备亚微米球形铜粉的方法，其特征在于所述的陈化过程的陈化时间为30～60min。

本发明的方法，采用在液相体系中，以二价可溶性铜盐为原料、以葡萄糖为预还原剂、水合肼为还原剂将Cu离子还原成铜粉。相关化学反应方程式为：

Cu(NO₃)₂+2NaOH＝＝Cu(OH)₂↓+2NaNO₃

2Cu(OH)₂+C₆H₁₂O₆＝＝Cu₂O+C₆H₁₂O₇+2H₂O

2Cu₂O+N₂H₄·H₂O＝＝4Cu+N₂↑+3H₂O

采用本发明的方法制备的铜粉为紫红色，外观近球形，粒径为0.4～0.8μm，粒径分布窄。制备的亚微米球形铜粉主要应用于电学领域，经过后期的球磨和包覆，表现出了良好的导电性能和抗氧化性能。

本发明所用试剂广泛易得，工艺方法简单，使得制备的球形亚微米铜粉成本较低，具有较强的经济效益。

附图说明

图1为实施例1制得的铜粉的扫描电镜照片，放大倍数为4000倍。

图2为实施例2制得的铜粉的扫描电镜照片，放大倍数为4000倍。

图3为实施例3制得的铜粉的扫描电镜照片，放大倍数为4000倍。

具体实施方式

一种制备亚微米球形铜粉的方法，其特征在于其制备过程是将葡萄糖溶液、氢氧化钠溶液、分散剂溶液混合后作为底液，将底液水浴恒温至60℃，然后加入铜盐溶液转化成氧化亚铜，最后加入水合肼溶液还原，经陈化、过滤、干燥制备纯度高、分散性好的亚微米球形铜粉。具体步骤包括：