纳米铜粉---0902幻灯片.pptVIP

纳米铜粉的制备与应用 纳米铜粉的应用现状 1、用作导电材料 自从1995年IBM的学者指出纳米铜粉由于其低电阻可以 用于电子连接后，其性质便引起了电子界的很大兴趣： （1）电极材料 敷于导体介电体和绝缘体表面 （2）集成电路印刷版 电子线宽可达50微米的水平 （3）多层陶瓷电容器（MLCC） 使得MLCC向着小型化、大容量、低成本的方向 发展 （4）屏蔽涂料 屏蔽涂料大多采用的是微米级的金属离子，铜粉 的价格相对较低，备受青睐 纳米铜粉的应用现状 2、催化剂 比表面大 表面活性中心数目多 （1）高子聚分合物的氢化和脱氢反应中 纳米铜粉催化剂表现出极高的活性和选择性； （2）制作导电纤维的过程中 纳米铜粉可以有效催化乙炔聚合反应的发生； （3）汽车尾气净化处理过程中， 纳米铜粉可部分代替贵金属催化剂铂和钌，使毒性的CO转变 为CO2，N0转变为NO2； （4）………… 冶金化工中的优良催化剂 纳米铜粉的应用现状 3、润滑油添加剂 均匀分散于各种润滑油中 形成稳定的悬浮液 与固体表面结合时能形成光滑的保护层 填塞微划痕，降低摩擦和磨损的特殊功效 4、医药领域 哈尔滨伊鸿药业有限责任公司在研究纳米铜粉用于治疗骨质疏松、骨折药物时，进行了大量动物试验， 认为： 纳米铜粉能显著提高骨质密度、增加抗折力、改善组织形态，对骨质疏松症有显著的预防及治疗作用。 5、其他领域 机构材料、粘结剂…… 纳米铜粉的制备工艺 工艺方法： 1、气相蒸气法 2、等离子法 3、机械化学法 4、电解法 5、液相还原法 以抗血酸为还原剂 以甲醛为还原剂 以次亚磷酸钠为还原剂 ………… 纳米铜粉的制备工艺 制备原理： 以次亚磷酸钠为还原剂，将浓度为 0.0715mol/L 的溶液和浓度为1.032mol/L 的NaH2PO2溶液在反应温度为55 ~60 ℃和加入分散剂的情况下进行还原 反应如下： 2Cu2++H2PO2-+2H2O 2Cu +H2PO4-+4H+ 制得的纳米铜粉粒径30~50nm、有较高的纯度、产率在90%以上。 纳米铜粉制备中的问题 1、团聚问题 超细铜粉颗粒尺寸小，比表面积大，具有很高的活性，因此，在制备、收集及保存过程中极易发生团聚。 如在液相法制备过程中会发生部分铜颗粒的二次团聚，这就需要对所制备的超细铜粉进行改性。 解决方法： 使用表面活性剂来抑制二次团聚，对所制备的铜粉进行保护。 纳米铜粉制备中的问题 2、氧化问题 超细铜粉的化学性质强，在空气中极易氧化，表面形成氧化亚铜，失去优良的性能。 解决方法： 铜粉表面镀银、浆料中加还原剂保护、铜粉的有机磷化合物处理、聚合物稀溶液处理、偶联剂改性、存放在惰性气体或有机溶剂中等 3、成本高生产率低的问题 针对不同的制备方法，需要在具体制备过程中，对各种影响因素进行改进或优化，以提高产率。 纳米铜粉的分级 装置的工作原理： 把所制得的超细铜粉用长颈漏斗放入U型管1处底部 在U型管2处加压(即通过调节左右两侧的液面差)，用流体的压力(能量)使一部分粒径较小的铜粒子悬浮， 然后，随水流上升而溢出，粒径较大的铜粒子慢慢地沉入底部。从左侧溢水口每隔5min取样一次，进行粒径分布测试。 如图1所示 纳米铜粉的分级 图1 U型管分级装置示意图 图2颗粒受力分析图 纳米铜粉的分级 静力学计算 d---颗粒的直径(m) h---液面的高度差(m) ρ---介质的密度 (kg／m3) g---加速度(m／s2) 铜粉的超临界流体干燥 用无水乙醇置换出产物中的残留水分后将其移入高压釜内，用无水乙醇作抽提溶剂，氮气为环境气氛。 在乙醇超临界状态(262℃，8.5 MPa)下保持恒温恒压30 min。 然后在恒温条件缓慢释放液体，待压力降到常压后，通氮气缓慢降温，冷却后即制得产品。 铜粉的超临界流体干燥 采用超临界乙醇干燥法制得的纳米级铜粉 粒径小，具有表面亲油性；所得的产物为纯净的单质Cu。 这是因为乙醇本身是一种还