纳米银-铜包覆粉的制备及形成机理的研究

摘要

银-铜包覆粉作为一种新型的功能型复合材料，在电学、光学、电磁学、医学等各个领域都有着广泛地应用前景。本文主要采用分步还原法制备银-铜包覆粉，主要考察了还原剂、分散剂、还原温度、分散剂含量及搅拌速度等对银-铜包覆粉制备过程的影响，深入探讨了纳米银-铜包覆粉的形成机理，确定了最佳工艺条件。采用扫描电镜与能谱分析（SEM-EDS）、X衍射分析（XRD）、透射电镜分析（TEM）对银-铜包覆粉的形貌、大小和成分组成进行了分析表征。
　　研究表明，以甲醛为还原剂，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为分散剂在硫酸铜、硝酸银溶液体系中可制备出类球形的、分散性与包覆性好、颗粒分布均匀的纳米银-铜包覆粉。银的包覆过程包括了置换反应与甲醛还原反应，但以甲醛还原作用为主。在反应温度70℃，AgNO3/CuSO4浓度比为1:1时，PVP含量1g/L的最佳条件下，制备出的银-铜包覆粉颗粒粒径约在100nm左右，包覆层厚度约为2-3nm。反应温度较低（<50℃）时，制备出的银-铜包覆粉中有副产物Cu2O出现，随着反应温度的升高，Cu2O会被甲醛还原为铜。银-铜包覆粉颗粒粒径随着搅拌速度的增加而减小，分散性逐渐变好。PVP含量越大，银-铜包覆粉的分散性变差。AgNO3/CuSO4的浓度比越大，银-铜包覆粉的包覆率越高。随着反应温度的增加，所制备的银-铜包覆粉的抗氧化性能变强，PVP含量越大，银-铜包覆粉的抗氧化性能变差，随着Ag含量的增加，银-铜包覆粉的抗氧化性能变强。
　　纳米银-铜包覆粉的制备过程分为铜粉的还原与长大、银的还原与包覆两个阶段。铜离子在还原剂的作用下均匀形核并长大形成铜粉，随后银离子在铜粉表面非均匀形核并长大，以层岛模型的方式包覆于铜粉表面形成银-铜包覆粉颗粒。

目录

声明

1 文献综述

1.1序言

1.2银-铜包覆粉的制备及研究进展

1.3银-铜包覆粉的应用

1.4本课题的提出与主要研究内容

2 实验方法

2.1实验原料

2.2实验设备

2.3实验方法

2.4分析与表征

3 银-铜包覆粉的制备实验研究

3.1还原剂的选择

3.2保护剂的选择

3.3反应温度的影响

3.4搅拌速度的影响

3.5 PVP用量的影响

3.6反应物浓度的影响

3.7 银-铜包覆粉的TEM分析

3.8银-铜包覆粉的形成机理

3.9抗氧化性能分析

3.10本章小结

4 结论与展望

4.1结论

4.2展望

参考文献

致谢

附录 攻读硕士学位期间发表论文