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超细铜粉由于其优异的物理性能以及材料价格低廉等特点,在微电子材料、导电涂料、电磁屏蔽材料、催化剂、润滑剂和生物医药等众多领域得到了广泛的应用。实现超细铜粉的可控合成及应用,首先需要解决的是制备工艺问题,此外还需要对铜粉进行表面改性,以提高材料的抗氧化性和长期稳定的导电能力。
本文采用液相化学还原法,分别以水和乙二醇作为分散介质,以抗坏血酸为还原剂、通过添加不同的络合剂,控制溶液中游离Cu2+的浓度,进而控制超细铜粉制备过程中粒子的成核速率和生长速率,实现了材料的可控合成。由于超细铜粉表面原子配位不足、表面能极高、易氧化等原因,本文在制备过程中还添加了多种表面活性剂对超细铜粉加以修饰保护。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线电子能谱(XPS)、热重分析仪(TG)等方法对制得的超细铜粉进行了分析,并考察了超细铜粉对葡萄糖的电化学催化作用。结果表明,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)表面活性剂可在铜粉表面形成了一层PVP抗氧化层,从而使制得的铜粉具有一定的抗氧化性。
在超细铜粉制备的基础上,进一步利用化学沉积方法在超细铜粉表面包裹银,提高其抗氧化性。考察了表面活性剂,络合剂,还原剂等因素对银包裹的影响,发现在银镀液中加入适量表面活性剂和络合剂,可减少铜粉颗粒的团聚,提高银在铜表面包裹致密性,从而提高超细铜粉的抗氧化能力。