[发明专利]一种银包覆铜纳米粉体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种银包覆铜纳米粉体及其制备方法和应用，该方法先制备海藻酸钠和茶多酚的混合溶液，然后依次滴入铜氨溶液和银氨溶液，最后离心、干燥得到银包覆铜纳米粉体。该方法制备条件温和，工艺简单，便于操作，原料成本低廉易得，适合大规模生产，所制得的银包覆铜纳米粉体的粒径在150nm以下，不仅在粒径方面提高了优势，而且在后期生物应用性能方面做好了铺垫。而且由该银包覆铜纳米粉体制得的导电胶可以在多种基底上印刷，即可得到导电及附着性良好的图形。该制备过程在空气中进行，工艺简单，无污染，图案导电性良好，在印刷电路、柔性显示等领域有着广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米金属复合材料及其导电胶制备领域，涉及一种银包覆铜纳米粉体及其制备方法和应用。

背景技术

银、铜浆料（胶）广泛应用于电子浆料、电磁屏蔽材料和催化剂等领域。纳米银有较好的稳定性和较高的导电率，被广泛应用于电子、催化、传感、光学、和生物等领域。但银的成本很高，给一些电子产品生产者带来不小的压力，在这种情况下，在不降低银的性能前提下，如何减少和替代银的使用成为了一个亟需解决的问题。目前，许多研究者用Au、Ni、Al尝试代替银在一些方面的应用，而这些替代品中，铜具有良好的导电性能，重要的是铜的价格很低。因此，铜成为银最有可能的替代品。铜纳米颗粒被广泛应用于催化、电子浆料、微电子、金属合金、固体润滑剂等方面。但是铜纳米颗粒由于表面原子缺陷较多，有较高的比表面积，所以在制备的过程中很容易被氧化和团聚，而且随着纳米同粒径的减少，其氧化速度很快，很难制备性能稳定的导电浆料。因此，很多研究人员对纳米铜粉进行改性，其方法之一就是在铜粉表面镀银，制成复合粉体，这样还可以克服单一使用这两种粉体的缺点。因此，银包覆铜的使用，可以减少银的使用，降低成本同时，制成的导电胶的导电性基本不受影响。

目前，银铜包覆粉的制备方法有很多种，目前最普遍采用的是化学置换还原法，即通过置换反应，用银取代铜颗粒表面的铜，从而得到表面包覆型结构的银包铜粉。现有专利“CN201410755755.2”提供了一种银铜包覆粉末的制备方法，该方法用铜氨溶液、葡萄糖溶液、还原剂水和肼和分散剂PVP，制备出平均粒径约为200nm的铜粉，利用Vc作为还原剂，在洗涤后的新制铜粉上包覆银粉，制得粒径是250nm的银包覆铜粉体。但是该方法使用的分散剂为PVP，降低了银包覆铜颗粒的导电性，影响了银包覆铜导电线路的性能；另外该方法中使用的还原剂水和肼(N₂H₄·H₂O)，属于有毒物质，且可燃，与氧化剂反应激烈，燃烧产生有毒氮氧化物烟雾，再者对水生生物有极高毒性，可能对水体环境产生长期不良影响，从成本和操作工艺来看，该专利使用了两种还原剂（抗坏血酸、水合肼）一是增加了实验成本，二是增加了实验难度。

发明内容

本发明提供了一种银包覆铜纳米粉体及其制备方法和应用。该方法工艺简单，反应条件温和，成本低廉，其制得纳米铜粒径在100nm以下，银包覆铜粉体粒径在150nm以下，不仅在粒径方面提高了优势，而且在后期生物应用性能方面做好了铺垫，还有由银包覆铜粉体制得的导电胶可在室温条件下稳定储存三个月以上，可通过印刷等方式制作电子电路，固化后得到导电性良好的图形，符合经济、环保的要求。

一种银包覆铜纳米粉体的制备方法，包括以下步骤：

（1）将海藻酸钠溶解去离子水中配制海藻酸钠溶液；

（2）往海藻酸钠溶液中加入茶多酚调节其pH值达到8~10；

（3）将硫酸铜溶解在去离子水，搅拌均匀后，加入氨水，直至沉淀完全溶解，得到铜氨溶液；将硝酸银溶解在去离子水，搅拌均匀后，加入氨水，直至沉淀完全溶解，得到银氨溶液；

（4）将铜氨溶液滴定加入到步骤（2）的溶液中，反应一段时间；

（5）将银氨溶液滴定加入到步骤（4）的溶液中，反应一段时间；

（6）离心、干燥得到银包覆铜纳米粉体。