[发明专利]一种高分散性超细铂粉的制备方法及应用

说明书

本发明属于湿法冶金制备贵金属粉末技术领域，尤其涉及一种高分散性超细铂粉，所述的高分散性超细铂粉为球形粉末，粒度分布为0.2～0.8um，平均粒径为0.45um，比表面积为0.7～1.5m²/g，松装密度为0.9～1.3g/cm³，振实密度为1.6～1.8g/cm³。其制备方法是：使用高浓度强还原剂快速还原低浓度氯铂酸溶液，氯铂酸溶液中添加有机分散剂并且还原过程中持续加热，制备得到高分散性超细铂粉末。本发明获得的高分散性超细铂粉可用于汽车氧传感器、氮氧传感器芯片铂电极的制备，该铂电极的方阻值显著降低，有利于传感器电信号的传输。所述的高分散性超细铂粉的制备方法简单易行，有利于工业化生产。

技术领域

本发明属于湿法冶金制备贵金属粉末技术领域，尤其涉及一种高分散性超细铂粉的制备方法和应用。

背景技术

超细铂粉末主要应用于厚膜电子铂电极浆料的制备，铂电极浆料为汽车氧传感器、氮氧传感器芯片制备的关键材料，而铂电极浆料的主要成分为功能相的超细铂粉末，因此铂粉的性能直接决定着传感器器件性能的优劣。

湿法还原是采用氧化还原的方法将氯铂酸钠还原成球形超细铂粉末。因球形超细粉末表面电荷大，易发生静电吸附，造成金属粉团聚，故在制粉中需要添加分散剂,防止粉体团聚,形成分好的球形粉末。分散体系直接影响到粉体的分散性。粉体颗粒间通过弱的相互作用(如范德华力)团聚在一起,在外力作用下能分开,这种团聚称软团聚,软团聚分散性一般都较好；另一种团聚形式为颗粒界面通过强烈的物理化学键聚集成团,这种团聚不能分散开来称之为硬团聚。

氯铂酸溶液中添加分散剂，使用高浓度还原剂快速还原氯铂酸的混合溶液制备得到高分散性的超细铂粉，使用该铂粉制备的铂浆料，可避免浆料烧结过程中收缩不均匀造成的孤岛效应，提高铂电极的致密性，降低铂电极的阻值。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种高分散性超细铂粉末及其制备方法。

用于解决技术问题的方法

根据本发明的一个实施方案，提供一种高分散性超细铂粉，所述的超细铂粉为球形粉末，其粒度分布为0.2～0.8um，平均粒径为0.45um，比表面积为0.7～1.5m²/g，松装密度为0.9～1.3g/cm³，振实密度为1.6～1.8g/cm³。

根据本发明的第二方面，提供一种高分散性超细铂粉的制备方法，其包括以下步骤：

将氯铂酸固体使用高纯水溶解，配制成Pt⁴⁺浓度为5～20g/L的氯铂酸溶液，使用浓盐酸调节溶液中H⁺浓度为1～3mol/L，加入有机分散剂、预还原剂，混合均匀，加热混合溶液温度至80～90℃后持续搅拌；

称取还原剂水合肼，用量为1克铂称量2～3ml的水合肼，将水合肼一次快速倒入上述混合溶液中，还原15min以上，得到均匀黑色浑浊溶液；

将上述黑色浑浊溶液使用离心机洗涤，离心机转速≥5000转/min，洗涤至洗涤液pH＝7，然后将高分散性超细铂粉放入鼓风烘箱内烘干。

在一个优选的实施方案中，所述有机分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、甲基纤维素、聚乙烯醇、明胶，用量为1克铂称取1～2g的有机分散剂，上述有机分散剂的粘度值≥1500cP。

在一个优选的实施方案中，所述预还原剂为抗坏血酸、三乙醇胺、盐酸肼、硫酸肼，用量为1克铂称取0.05～0.2g的预还原剂。

在一个优选的实施方案中，所用还原剂水合肼的质量分数≥80％。

在一个优选的实施方案中，离心洗涤过滤高分散性的超细铂粉，使用室温高纯水洗涤铂粉，铂粉烘干温度40～60℃。