[发明专利]一种超细铜粉的制备方法

说明书

本发明公开了一种超细铜粉的制备方法，涉及金属材料技术领域。所述制备方法采用在正弦态超声波和变频超声波的共同作用下，于一定温度下将溶液A加入到溶液B中，反应一定时间后老化，然后经过滤固液分离后，于湿法研磨、干燥、筛分后，即可得到超细铜粉。本发明所述制备方法简单，制备的超细铜粉不仅粒度分布均匀，而且纯度不低于99.98％。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，具体涉及一种超细铜粉的制备方法。

背景技术

超细铜粉，在民用、工业和国防上有广泛用途。超细铜粉是导电率好、强度高的纳米铜材不可缺少的基础原料。由于其优异的电气性能，广泛应用于导电胶、导电涂料和电极材料。超细铜粉的比表面大、表面活性中心数目多，在冶金和石油化工中是优良的催化剂，广泛应用于高分子聚合物的氢化和脱氢反应及乙炔聚合反应制作导电纤维的过程中。在汽车尾气净化处理过程中，超细铜粉作为催化剂可以用来部分代替贵金属铂和钌，使有毒性的一氧化碳转化为二氧化碳，使一氧化氮转变为二氧化氮。超细铜粉作为润滑油添加剂添加到汽车发动机润滑油中，可减小发动机启动电流并增大气缸压力，还可在缸套和活塞环上形成保护膜，在润滑系统发生故障时，保障汽车还能安全行驶很长时间，有重要军事应用价值。超细铜粉还被应用于治疗骨质疏松和骨折的药物。传统的电解铜粉由于颗粒较大，雾化法由于制作的铜粉易氧化，均不适合用于制备超细铜粉。目前超细铜粉的生产方法可分为：物理法和液相化学还原法。物理法包括球磨法、气相蒸汽法、等离子法、γ射线辐照-水热结晶联合法和冷冻干燥法等，由于成本高、设备昂贵、工艺复杂等原因，不适合大规模生产超细铜粉。目前研究热点集中在液相化学还原法。现有的液相化学还原法制备的超细铜粉粒度分布较广，且纯度不高，约为99.7％。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种超细铜粉的制备方法，该制备方法简单，反应条件更温和，由于反应温度低，故能耗很低，且制备的超细铜粉不仅粒度分布均匀，而且纯度不低于99.98％。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种超细铜粉的制备方法，包括以下步骤：

在正弦态超声波和变频超声波的共同作用下，于一定温度下将铜盐溶液A加入到还原剂溶液B中，反应一定时间后老化，然后经过滤固液分离后，于湿法研磨、干燥、筛分后，即可得到超细铜粉。

进一步地，所述铜盐包括氯化铜、氯化亚铜、硫酸铜、硫酸亚铜、硝酸铜、硝酸亚铜、醋酸铜和硫代氰化铜的一种或几种，其中溶液A中溶质的摩尔浓度为0.5mol/L-4mol/L。

进一步地，所述还原剂包括乙醇、三乙基硼氢化钠、硼氢化钾、氯化亚锡、次亚磷酸钠、甲醛、水合肼、L-抗坏血酸、氢化铝锂和聚乙烯亚胺中的一种或几种，其中溶液B中还原剂的摩尔浓度为1mol/L-8mol/L。

进一步地，所述溶液A中以铜为基准，溶液A和溶液B的摩尔配比为1:0.75-1:3。

进一步地，所述溶液A中以铜为基准，溶液A和溶液B的摩尔配比为1：2，所述溶液A中溶质的摩尔浓度为1mol/L-3.6mol/L；溶液B中还原剂的摩尔浓度为1.5mol/L-5.5mol/L。

进一步地，所述正弦态超声波的频率为18KHz-40KHz，功率为320mW/cm²；变频超声波的频率为25KHz-45KHz，功率为300mW/cm²。

进一步地，所述正弦态超声波的频率为25KHz-35KHz，功率为320mW/cm²；变频超声波的频率为28KHz-40KHz，功率为300mW/cm²。

进一步地，反应温度为30-100℃，反应时间为10-300mins，老化时间为10-300mins。