專利名稱：一種球形超細(xì)銅粉的制備方法
一種球形超細(xì)銅粉的制備方法技術(shù)領(lǐng)域一種制備球型超細(xì)銅粉的方法，涉及一種在同一體系中用兩步還原獲得球 形超細(xì)銅粉方法。
背景技術(shù)：
超細(xì)微粒大的比表面、高的表面能，使它具有許多奇特的物理化學(xué)性質(zhì)， 在冶金、化工、輕工、電子、國防、核技術(shù)和航空航天等領(lǐng)域表現(xiàn)出極其重要 的應(yīng)用價(jià)值。球形超細(xì)銅粉是指顆粒尺寸在lnm以上、lpm以下的銅粉，外形近球型。 因其價(jià)格便宜、且具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，被廣泛用于電學(xué)領(lǐng)域，如導(dǎo)電涂料、 導(dǎo)電膠、電極材料等。傳統(tǒng)的電解銅粉由于顆粒較大，不適合用于制作超細(xì)銅 粉，霧化法由于抗氧化問題難以解決，很難推廣。現(xiàn)在超細(xì)銅粉制備的方法有 球磨法、氣相蒸汽法、等離子法、Y-射線輻照一水熱結(jié)晶聯(lián)合法、金屬蒸汽凝 聚—原位冷壓成形法、冷凍干燥法和液相還原法，前幾種屬于物理方法，存在 成本高、工藝復(fù)雜、產(chǎn)量低的缺點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種設(shè)備簡單、工 藝流程短、投資小、產(chǎn)量大、成本低、制備出純度高、分散性好、易實(shí)現(xiàn)工業(yè) 化生產(chǎn)的采用液相化學(xué)還原法制備球形超細(xì)銅粉的方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種制備球形超細(xì)銅粉的方法，其特征在于其制備過程是將銅鹽溶液加入 分散劑分散后，加入氫氧化鈉將銅鹽轉(zhuǎn)化成氫氧化銅，然后采用葡萄糖進(jìn)行預(yù) 還原，最后采用水合肼還原，經(jīng)陳化、過濾、干燥制備純度高、分散性好的球 形超細(xì)銅粉。本發(fā)明的一種制備球型超細(xì)銅粉的方法，其特征在于所述的銅鹽溶液為硫酸 銅、硝酸銅或其水和物中的一種溶液或混合溶液，其銅鹽溶液中的Cu離子濃度為10g/L 100g/L。本發(fā)明的一種制備球型超細(xì)銅粉的方法，其特征在于所述的將銅鹽溶液加入 分散劑分散過程的分散劑為PVP、 PVA、明膠中的一種或幾種，其加入量是銅 鹽溶液中銅質(zhì)量的1% 5%。本發(fā)明的一種制備球型超細(xì)銅粉的方法，其特征在于所述的加入氫氧化鈉將 銅鹽轉(zhuǎn)化成氫氧化銅過程的控制溶液的pH為9 12、溫度為20 50°C。本發(fā)明的一種制備球型超細(xì)銅粉的方法，其特征在于所述的采用葡萄糖進(jìn)行 預(yù)還原過程是銅鹽轉(zhuǎn)化成氫氧化銅反應(yīng)后，將溫度升高到50 7(TC時(shí)，加入為 銅鹽溶液中銅質(zhì)量的1 5倍葡萄糖將氫氧化銅還原至氧化亞銅。本發(fā)明的一種制備球型超細(xì)銅粉的方法，其特征在于所述的采用水合肼還原 過程是將氫氧化銅還原成氧化亞銅后加氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液pH值為12 14，然 后升溫至70 90。C后，加入為溶液銅質(zhì)量的0.5 5倍的水合肼進(jìn)行還原。本發(fā)明的一種制備球型超細(xì)銅粉的方法，其特征在于所述的采用水合肼還原 過程加入的水合肼為水合肼溶液，溶液的濃度為重量濃度8%，采用滴加方式加 入，加液速度應(yīng)該控制在3mL/min 10 mL/min。本發(fā)明的一種制備球型超細(xì)銅粉的方法，其特征在于所述的陳化過程的陳化 時(shí)間為30 60min。本發(fā)明的方法，采用在液相體系中，以二價(jià)可溶性銅鹽為原料、以葡萄糖 為預(yù)還原劑、水合肼為還原劑將Cu離子還原成銅粉。相關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式為Cu(N03)2 + 2NaOH == Cu(OH)" + 2NaN03 2Cu (OH) 2 + C6H1206 == Cu20 + C6H1207 + 2H20 2Cu20 + N2H4.H20 = 4Cu + N2T+ 3H20采用本發(fā)明的方法制備的銅粉為紫紅色，外觀近球形，粒徑為1 5"m之 間可以隨意控制，粒徑分布窄，含氧量0.1% 1%。制備的球型超細(xì)銅粉主要應(yīng) 用于電學(xué)領(lǐng)域，經(jīng)過后期的球磨和包覆，表現(xiàn)出了良好的導(dǎo)電性能和抗氧化性 能。采用本發(fā)明專利的方法制備的超細(xì)銅粉顆粒小，外觀呈球型，分散性良好， 完全適合各方面對(duì)超細(xì)銅粉的要求。本發(fā)明所用試劑廣泛易得，工藝方法簡單， 使得制備的超細(xì)銅粉成本較低，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為實(shí)施例1制得的銅粉的掃描電鏡照片，放大倍數(shù)為1000倍。圖2為實(shí)施例2制得的銅粉的掃描電鏡照片，放大倍數(shù)為1000倍。圖3為實(shí)施例3制得的銅粉的掃描電鏡照片，放大倍數(shù)為1000倍。 圖4為實(shí)施例4制得的銅粉的掃描電鏡照片，放大倍數(shù)為1000倍。
具體實(shí)施方式
一種制備球形超細(xì)銅粉的方法，包括以下步驟(1) 將銅鹽溶于水配制成銅鹽溶液，銅鹽為硫酸銅、硝酸銅或其水和物的一種或混合物，其銅鹽溶液中的Cu離子濃度為10g/L 100g/L。(2) 將銅鹽溶液中加入分散劑分散過程的分散劑為PVP、 PVA、明膠中的 一種或幾種，其加入量是銅鹽溶液中銅質(zhì)量的1% 5%。(3) 將氫氧化鈉加入分散后的銅鹽溶液中，將銅鹽轉(zhuǎn)化成氫氧化銅，控制 溶液的pH為9 12、溫度為20 5(TC。(4) 銅鹽轉(zhuǎn)化成氫氧化銅反應(yīng)后，將溫度升高到50 70。C時(shí)，加入為銅鹽 溶液中銅質(zhì)量的l-5倍葡萄糖將氫氧化銅還原成氧化亞銅。(5) 氫氧化銅還原成氧化亞銅后加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液pH值為12 14， 然后升溫至70 9(TC后，加入為銅鹽溶液中銅質(zhì)量的0.5 5倍的水合肼進(jìn)行還 原，水合肼的濃度為8%，加液速度應(yīng)該控制在3mL/min 10mL/min。(6) 水合肼滴加完畢進(jìn)行陳化，陳化時(shí)間為30 60min。 實(shí)施例1稱取26g硝酸銅溶于lOOOmL純水中，加入PVP O.lg作分散劑，在2(TC攪 拌下加入氫氧化鈉溶液將反應(yīng)體系的pH值調(diào)至9，然后體系升溫至5(TC加入 10g的葡萄糖，然后加入氫氧化鈉溶液將體系pH值調(diào)至12，最后體系升溫至 70°C以3mL/min加入650mL 8%水合肼，陳化30min后停止反應(yīng)。實(shí)施例2稱取260g硝酸銅溶于1000mL純水中，加入PVA 5g作分散劑，在3(TC攪 拌下加入氫氧化鈉溶液將反應(yīng)體系的pH值調(diào)至11，然后體系升溫至55"C加入 200g的葡萄糖，然后加入氫氧化鈉溶液將體系pH值調(diào)至13，最后體系升溫至80°C以5mL/min的速度加入625mL 8%水合肼，陳化40min后停止反應(yīng)。 實(shí)施例3稱取90g無水硫酸銅溶于1000mL純水中，加入明膠0.5g作分散劑，在40 "C攪拌下加入氫氧化鈉溶液將反應(yīng)體系的pH值調(diào)至12，然后體系升溫至60°C 加入180g葡萄糖，然后加入氫氧化鈉溶液將體系pH值調(diào)至13，最后體系升溫 至90°C以5 mL/min的速度加入625mL 8%水合肼，陳化50min后停止反應(yīng)。稱取180g無水硫酸銅溶于1000mL純水中，加入明膠2.0g作分散劑，在50 。C攪拌下加入氫氧化鈉溶液將反應(yīng)體系的pH值調(diào)至12,然后體系升溫至70。C 加入250g葡萄糖，然后加入氫氧化鈉溶液將體系pH值調(diào)至14，最后體系升溫 至90°C以10 mL/min的速度加入1000mL 8%水合肼，陳化60min后停止反應(yīng)。
權(quán)利要求
1. 一種制備球型超細(xì)銅粉的方法，其特征在于其制備過程是將銅鹽溶液加入分散劑分散后，加入氫氧化鈉將銅鹽轉(zhuǎn)化成氫氧化銅，然后采用葡萄糖進(jìn)行預(yù)還原、最后采用水合肼還原，經(jīng)陳化、過濾、干燥制備純度高、分散性好的球形超細(xì)銅粉。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備球型超細(xì)銅粉的方法，其特征在于所述 的銅鹽溶液為硫酸銅、硝酸銅或其水合物的一種溶液或混合溶液，其銅鹽溶液 中的Cu離子濃度為10g/L 100g/L。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備球型超細(xì)銅粉的方法，其特征在于所述 的將銅鹽溶液加入分散劑分散過程的分散劑為PVP、 PVA、明膠中的一種或幾 種，其加入量是銅鹽溶液中銅質(zhì)量的1% 5%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備球型超細(xì)銅粉的方法，其特征在于所述 的加入氫氧化鈉將銅鹽轉(zhuǎn)化成氫氧化銅過程的控制溶液的pH為9 12、溫度為 20 50°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備球型超細(xì)銅粉的方法，其特征在于所述 的采用葡萄糖進(jìn)行預(yù)還原過程是銅鹽轉(zhuǎn)化成氫氧化銅反應(yīng)后，將溫度升高到 50 7(TC時(shí)，加入為銅鹽溶液中銅質(zhì)量的1-5倍葡萄糖將氫氧化銅還原至氧化亞 銅。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備球型超細(xì)銅粉的方法，其特征在于所述 的采用水合肼還原過程是將氫氧化銅還原成氧化亞銅后，加氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液 pH值為12-14，然后升溫至70-90。C后，加入為溶液銅量的0.5 5倍的水合肼進(jìn) 行還原。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1和6所述的一種制備球型超細(xì)銅粉的方法，其特征在于 所述的采用水合肼還原過程加入的水合肼為水合肼溶液，溶液的濃度為重量濃 度8%，采用滴加方式加入，加液速度應(yīng)該控制在3mL/min 10mL/min。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備球型超細(xì)銅粉的方法，其特征在于所述 的陳化過程的陳化時(shí)間為30 60min。
全文摘要
一種制備球形超細(xì)銅粉的方法，涉及一種在同一體系中用兩步還原獲得球形超細(xì)銅粉方法。其特征是采用液相還原法，在同一體系中兩步還原，以葡萄糖為預(yù)還原劑、水合肼為還原劑，通過調(diào)整銅鹽濃度、分散劑的種類和用量、加液速度等條件制得1～5μm的球形銅粉。該方法工藝流程簡單，適合用于工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B22F9/16GK101279377SQ200810097400
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月15日
發(fā)明者萬耿杰, 劉世紅, 劉會(huì)基, 張亞紅, 張玉祥, 李永軍, 浚 武, 平 邱, 騫 馬 申請(qǐng)人:金川集團(tuán)有限公司