納米銅粉0902課件

納米銅粉的制備與應(yīng)用,納米銅粉的應(yīng)用現(xiàn)狀,1、用作導(dǎo)電材料,自從1995年IBM的學(xué)者指出納米銅粉由于其低電阻可以 用于電子連接后，其性質(zhì)便引起了電子界的很大興趣： （1）電極材料 敷于導(dǎo)體介電體和絕緣體表面 （2）集成電路印刷版 電子線寬可達50微米的水平 （3）多層陶瓷電容器（MLCC） 使得MLCC向著小型化、大容量、低成本的方向 發(fā)展 （4）屏蔽涂料 屏蔽涂料大多采用的是微米級的金屬離子，銅粉 的價格相對較低，備受青睞,納米銅粉的應(yīng)用現(xiàn)狀,2、催化劑 比表面大 表面活性中心數(shù)目多 （1）高子聚分合物的氫化和脫氫反應(yīng)中 納米銅粉催化劑表現(xiàn)出極高的活性和選擇性； （2）制作導(dǎo)電纖維的過程中 納米銅粉可以有效催化乙炔聚合反應(yīng)的發(fā)生； （3）汽車尾氣凈化處理過程中， 納米銅粉可部分代替貴金屬催化劑鉑和釕，使毒性的CO轉(zhuǎn)變 為CO2，N0轉(zhuǎn)變?yōu)镹O2； （4）,冶金化工中的優(yōu)良催化劑,納米銅粉的應(yīng)用現(xiàn)狀,3、潤滑油添加劑 均勻分散于各種潤滑油中 形成穩(wěn)定的懸浮液 與固體表面結(jié)合時能形成光滑的保護層 填塞微劃痕，降低摩擦和磨損的特殊功效 4、醫(yī)藥領(lǐng)域 哈爾濱伊鴻藥業(yè)有限責(zé)任公司在研究納米銅粉用于治療骨質(zhì)疏松、骨折藥物時，進行了大量動物試驗， 認為： 納米銅粉能顯著提高骨質(zhì)密度、增加抗折力、改善組織形態(tài)，對骨質(zhì)疏松癥有顯著的預(yù)防及治療作用。 5、其他領(lǐng)域 機構(gòu)材料、粘結(jié)劑,納米銅粉的制備工藝,工藝方法： 1、氣相蒸氣法 2、等離子法 3、機械化學(xué)法 4、電解法 5、液相還原法,以抗血酸為還原劑,以甲醛為還原劑,以次亞磷酸鈉為還原劑,納米銅粉的制備工藝,制備原理： 以次亞磷酸鈉為還原劑，將濃度為 0.0715mol/L 的溶液和濃度為1.032mol/L 的NaH2PO2溶液在反應(yīng)溫度為55 60 和加入分散劑的情況下進行還原 反應(yīng)如下： 2Cu2+H2PO2-+2H2O 2Cu +H2PO4-+4H+ 制得的納米銅粉粒徑3050nm、有較高的純度、產(chǎn)率在90%以上。,納米銅粉制備中的問題,1、團聚問題 超細銅粉顆粒尺寸小，比表面積大，具有很高的活性，因此，在制備、收集及保存過程中極易發(fā)生團聚。 如在液相法制備過程中會發(fā)生部分銅顆粒的二次團聚，這就需要對所制備的超細銅粉進行改性。 解決方法： 使用表面活性劑來抑制二次團聚，對所制備的銅粉進行保護。,納米銅粉制備中的問題,2、氧化問題 超細銅粉的化學(xué)性質(zhì)強，在空氣中極易氧化，表面形成氧化亞銅，失去優(yōu)良的性能。 解決方法： 銅粉表面鍍銀、漿料中加還原劑保護、銅粉的有機磷化合物處理、聚合物稀溶液處理、偶聯(lián)劑改性、存放在惰性氣體或有機溶劑中等 3、成本高生產(chǎn)率低的問題 針對不同的制備方法，需要在具體制備過程中，對各種影響因素進行改進或優(yōu)化，以提高產(chǎn)率。,納米銅粉的分級,裝置的工作原理： 把所制得的超細銅粉用長頸漏斗放入U型管1處底部 在U型管2處加壓(即通過調(diào)節(jié)左右兩側(cè)的液面差)，用流體的壓力(能量)使一部分粒徑較小的銅粒子懸浮， 然后，隨水流上升而溢出，粒徑較大的銅粒子慢慢地沉入底部。從左側(cè)溢水口每隔5min取樣一次，進行粒徑分布測試。 如圖1所示,納米銅粉的分級,圖1 U型管分級裝置示意圖 圖2顆粒受力分析圖,納米銅粉的分級,靜力學(xué)計算 d-顆粒的直徑(m) h-液面的高度差(m) -介質(zhì)的密度 (kgm3) g-加速度(ms2),銅粉的超臨界流體干燥,用無水乙醇置換出產(chǎn)物中的殘留水分后將其移入高壓釜內(nèi)，用無水乙醇作抽提溶劑，氮氣為環(huán)境氣氛。 在乙醇超臨界狀態(tài)(262，8.5 MPa)下保持恒溫恒壓30 min。 然后在恒溫條件緩慢釋放液體，待壓力降到常壓后，通氮氣緩慢降溫，冷卻后即制得產(chǎn)品。,銅粉的超臨界流體干燥,采用超臨界乙醇干燥法制得的納米級銅粉 粒徑小，具有表面親油性；所得的產(chǎn)物