[发明专利]一种超细贵金属粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超细贵金属粉的制备方法，属于材料制备技术领域。

背景技术

当常态物质被加工到极其微小的纳米尺度时，会表现出特异的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观隧道效应等，其物理化学性质也会相应地发生变化。贵金属制成超细粉末后，不仅保持了贵金属原有的特性，同时会表现出许多独特的物理化学性质，因此被广泛应用于催化、电磁、光学、力学、电子信息、电池材料以及生物医学等方面。

制备超细粉体材料的方法有很多，主要分为物理制备法和化学制备法。其中物理制备法包括机械粉碎法和气相沉积法。此类方法虽然可以制备出多种纳米级的超细粉体，但却存在着设备复杂、能耗大的缺点。化学制备法包括沉淀法、溶剂热法、雾化水解法、溶胶-凝胶法、微乳液法等。此类方法一般规模不大，可以根据不同要求控制金属粒子的形貌和大小，成本较低。

相比较传统的化学制备法，由金属胶体溶液制备纳米金属的方法更具优势。有研究(专利CN 1259395A)指出，将过渡金属盐的醇溶液或醇水混合液调节至碱性，于惰性气流或空气中加热，可得到纳米级过渡金属胶体溶液。将该胶体溶液蒸除溶剂、干燥，可得纳米级金属粉末或合金粉末。也有研究(专利CN 101362105A)表明，在金属盐和硼氢化物的混合溶液中加入适量氢氧化物，可生成该金属的亚稳态氢氧化物胶体溶液，再使胶体进一步还原，可得到纳米金属或金属硼化物。但是，为了获得稳定的金属胶体，胶体体系中所含的金属量往往不高，蒸除溶剂和干燥的过程耗时耗能，而且纳米金属粒子在较高的温度下不可避免的会发生氧化和团聚，金属表面价态的变化和粒径大小也不宜控制，从而限制了其后续应用。而还原胶体的方法会受到制备过程中氢氧化物添加量的影响，如果添加量小，不足以生成氢氧化物胶体溶液，也就得不到纳米金属颗粒；如果添加量太大，生成的氢氧化物非常稳定，则无法通过添加硼氢化物的方法得到纳米金属。上述缺点限制了经由金属胶体制备金属粉末这一方法在工业生产中的应用，有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的是以贵金属的粗粉、屑、块或锭(而不是贵金属盐)为原料，通过形成金属胶体溶液而后沉淀的方法制备出贵金属粉，然后经过深度处理，获得粒度小、分布狭窄且表面氧化程度低的超细贵金属粉。

本发明的技术方案如下：

一种超细贵金属粉的制备方法，其特征在于：

将贵金属的粗粉、屑、块或锭与碱金属氢氧化物及碱金属的硝酸盐按照质量比1∶1～10∶0～10的比例混合后，在搅拌条件下加热熔融2～5小时；将熔融物冷却后溶水中，所得到的溶液加热至沸腾，然后向其中缓慢加入乙醇，得到黑色沉淀；室温下冷却并静置后过滤，得到的滤饼用0.5～3.5mol/L的硝酸浸泡酸化0.5～10小时，再次过滤并用去离子水洗至pH＝3～5，然后进行干燥；将干燥后的产物加入到小分子醇中，超声使之充分混合后，加热回流2～6小时，再经过旋蒸、离心分离后，用乙醇洗涤，空气中自然风干，得到超细贵金属粉。

上述方法中所述的硝酸浓度为0.5～3.5mol/L。

上述方法中所述的贵金属为钌、钯、铂或它们的合金。

上述方法中所述的碱金属氢氧化物采用氢氧化钠或氢氧化钾，所述的碱金属的硝酸盐采用硝酸钠或硝酸钾。

上述方法中所述小分子醇采用C2～C4的醇或它们的混合溶液。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出效果：①本发明是以贵金属的粗粉、屑、块或锭为原料，包括相应的废料、回收料等，所采取的操作简单易行，成本低廉。②本发明制备的超细贵金属粉，经透射电子显微镜、X射线光电子能谱等研究表明，所得贵金属粉的平均粒径为2～5nm，且粒径分布狭窄，表面含氧量低。

附图说明

图1为本发明所得的超细钌粉的透射电子显微镜(TEM)照片。

图2为未经过小分子醇处理的钌粉的透射电子显微镜(TEM)照片。

具体实施方式

本发明提供了一种超细贵金属粉的制备方法，其特征在于：

1)将钌、钯、铂或它们的合金的粗粉、屑、块或锭与钠或钾的氢氧化物以及钠或钾的硝酸盐按照质量比1∶1～10∶0～10的比例混合后，在搅拌条件下加热熔融2～5小时；将熔融物冷却后溶于水中，所得到的溶液加热至沸腾，然后向其中缓慢加入乙醇，得到黑色沉淀；室温下冷却并静置后过滤，得到的滤饼用0.5～3.5mol/L的硝酸浸泡酸化0.5～10小时，再次过滤并用去离子水洗至pH＝3～5，然后进行干燥；