Ứng dụng & phương pháp điều chế bột bạc siêu mịn
Bạc là một nguyên tố hóa học và là một kim loại chuyển tiếp. Trong tự nhiên, nó chủ yếu tồn tại dưới dạng quặng hợp chất bạc. Trong công nghiệp, theo phân loại kích thước hạt, có thể chia bột bạc thành các loại sau: bột bạc mịn, bột bạc siêu mịn, bột bạc siêu mịn, bột bạc nano. Theo hình thái của bột bạc siêu mịn, nó có thể được chia thành bột bạc hình cầu và bột bạc vảy.
Tính chất vật lý của bạc
| Tính chất vật lý | Giá trị số | Tính chất vật lý | Giá trị số |
| Công thức hóa học | Ag | Nhiệt hóa hơi | 150,58KJ/mol |
| Số nguyên tử | 47 | Nhiệt của nhiệt hạch | 11,3KJ/mol |
| Cấu trúc tinh thể | Khối căn giữa khuôn mặt (fcc) | Nhiệt dung riêng | 232KJ/(Kg·K) |
| Hằng số mạng a | 0,40362nm | Phản xạ | 0,91 |
| Khối lượng nguyên tử tương đối | 107,88 | Độ dẫn nhiệt | 6,301×107S/m |
| Bán kính nguyên tử | 0,144nm | Dẫn nhiệt | 429W/(m·K) |
| Cấu trúc điện tử bên ngoài | 4d105s1 | Độ cứng của Moh | 2,5 |
| Trạng thái oxy hóa chính | +1,+2,+3 | Độ cứng Vickers | 251MPa |
| Năng lượng ion hóa đầu tiên | 7,567 eV | brinell độ cứng | 24.SHB Mpa |
| Độ âm điện | 1,93 | Hệ số mở rộng (25 ℃) | 18,9μm/(m-K) |
| Hòa tan trong nước | Không tan trong nước | Mô-đun của Young | 83Gpa |
| Tỷ trọng tương đối (nước = 1) | 10,49 | Mô đun cắt | 30Gpa |
| Độ nóng chảy | 961,93 ℃ | Mô-đun số lượng lớn | 100Gpa |
| Điểm sôi | 222,12℃ | Tỷ lệ Poisson | 0,37 |
Bạc cũng có tính dẫn điện tốt và ổn định hóa học. Do sự khác biệt về hình thái và kích thước hạt của bột bạc siêu mịn, sự sắp xếp nguyên tử bề mặt của cấu trúc tinh thể của nó thay đổi tương ứng, dẫn đến một số lượng lớn các khuyết tật bề mặt, làm cho vật liệu không bão hòa và hoạt động hóa học, và sở hữu: hiệu ứng kích thước nhỏ, lượng tử hiệu ứng, và hiệu ứng Đường hầm lượng tử vĩ mô, hiệu ứng bề mặt.
Là một pha dẫn điện, bột bạc được sử dụng trong bột nhão điện tử, và các đặc tính của nó sẽ có tác động lớn đến hiệu suất của bột nhão dẫn điện, đặc biệt là bột bạc phía trước của pin mặt trời. Hiệu suất ứng dụng của nó phụ thuộc phần lớn vào bột bạc được sử dụng. Thiên nhiên.
Khả năng phân tán của bột bạc có ảnh hưởng quan trọng đến quá trình in và nung kết của bạc dán phía trước và độ dẫn điện của pin. Kích thước hạt của bột bạc sẽ ảnh hưởng đến mật độ vòi của nó, do đó ảnh hưởng đến độ chặt của bột bạc sau khi thiêu kết. Hình thái của bột bạc sẽ ảnh hưởng đến diện tích bề mặt cụ thể của nó. Các hạt có diện tích bề mặt riêng lớn thì năng lượng tự do bề mặt lớn và ở trạng thái không ổn định. Chúng có xu hướng co lại trong quá trình thiêu kết, do đó ảnh hưởng đến hiệu suất của chất dán dẫn điện.
Ứng dụng của bột bạc siêu mịn
- Ứng dụng trong quang học
Keo cảm quang được chuẩn bị bằng cách trộn nhựa cảm quang với bột bạc siêu mịn làm chức năng dẫn điện được in trên tấm chính. Sau khi tiếp xúc và khắc, mẫu điện cực liên tục, chiều rộng đường thẳng đồng đều và cạnh thẳng. Nó đã được sử dụng làm vật liệu điện cực của màn hình plasma. Đang chuẩn bị.
- Ứng dụng trong lĩnh vực che chắn điện từ
Bột bạc siêu mịn có độ dẫn điện cao. Trong trường điện từ, nó có thể phản xạ các sóng điện từ đang lan truyền trở lại không gian ban đầu, do đó đóng vai trò che chắn điện từ. Đồng thời, do bột bạc siêu mịn có độ dẫn điện cao nên độ từ thẩm tương đối thấp. Do đó, tác dụng che chắn điện từ của bột bạc siêu mịn phù hợp hơn với từ trường tần số cao, nhưng không phù hợp với từ trường tần số thấp mà tác dụng che chắn chính của nó là mất hấp thụ.
- Ứng dụng trong lĩnh vực y sinh
Bột bạc siêu mịn có khả năng diệt khuẩn mà nguyên nhân phần lớn là do tác dụng kích thước nhỏ của Ag + trong dung dịch và bột bạc siêu mịn cỡ nanomet. Hoạt tính hóa học cao có thể phá hủy màng tế bào của virus và làm cho một số nhóm trên DNA của virus Mất hoạt tính, ức chế sự sinh sản của virus để đạt được hiệu quả khử trùng.
- Ứng dụng trong lĩnh vực xúc tác
Đối với nano bạc, bản chất của quá trình xúc tác của nó là quá trình hấp phụ hóa học và giải hấp oxy bằng bạc, có thể được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực thuốc và hóa chất để oxy hóa olefin, và lĩnh vực xúc tác bạc được hỗ trợ cho chọn lọc quá trình oxy hóa rượu. Lĩnh vực chất xúc tác để khử NOX thải ra từ khí thải ô tô để tạo ra nitơ; lĩnh vực pin nhiên liệu để oxy hóa chọn lọc carbon monoxide và lĩnh vực xử lý ô nhiễm môi trường.
- Ứng dụng trong lĩnh vực phát điện quang điện
Vật liệu làm catốt của pin mặt trời thường bao gồm bạc dẫn điện được điều chế từ bột bạc hình cầu có kích thước cỡ micromet. Keo bạc dẫn điện được in trên màn hình và gắn vào tấm silicon tinh thể mặt trời để tạo thành lưới (cực dương) thông qua quá trình thiêu kết độ ẩm cao, có thể chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện.
- Ứng dụng trong ngành vi điện tử
Do tính dẫn điện cao và truyền nhiệt tuyệt vời, bột bạc siêu mịn đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp vi điện tử, chẳng hạn như được sử dụng làm phương tiện truyền dẫn và kết nối dẫn điện và các loại bột nhão điện tử khác nhau, v.v., để phát triển thế hệ mới Cao -các thành phần điện tử hiệu suất. Sử dụng các đặc tính lượng tử của dây nano bạc, nó có thể được sử dụng làm dây kết nối cho các thiết bị kích thước nano, để đáp ứng các yêu cầu của dây kết nối đối với diện tích bề mặt riêng lớn, đường kính nhỏ và định hướng đồng nhất.
- Ứng dụng trong các lĩnh vực khác
Do khả năng dẫn nhiệt và dẫn điện tuyệt vời, bột bạc siêu mịn được sử dụng trong các dây điện trở sưởi ấm làm tan băng kính chắn gió phía sau ô tô, v.v.; bột nano bạc có thể thúc đẩy quá trình sửa chữa tế bào và thường được sử dụng trong lĩnh vực phục hồi chức năng sau các hoạt động y tế.
Phương pháp điều chế bột bạc siêu mịn
Các phương pháp điều chế bột bạc siêu mịn có thể được chia thành phương pháp điều chế vật lý và phương pháp điều chế hóa học. Các phương pháp vật lý bao gồm phay bi cơ học, bay hơi và ngưng tụ, plasma hồ quang DC, cắt laser và nguyên tử hóa. Các phương pháp hóa học bao gồm phương pháp sonochemical, phương pháp điện phân, phương pháp khử hóa học pha lỏng, phương pháp phân hủy nhiệt phun và phương pháp chuyển đổi kết tủa pha lỏng.
Ưu nhược điểm của các phương pháp vật lý khác nhau để sản xuất bột bạc siêu mịn
| Phương pháp chuẩn bị vật lý | Thuận lợi | Nhược điểm |
| Phay bi cơ khí | Quy trình đơn giản, chi phí thấp, thích hợp cho sản xuất quy mô lớn | Phân bố kích thước hạt rộng, hiệu suất không đồng đều, hiệu quả thấp |
| Phương pháp ngưng tụ bay hơi | Bột bạc có độ tinh khiết cao, kích thước hạt đồng đều và độ kết tinh tốt | Yêu cầu thiết bị cao, khó sản xuất công nghiệp |
| Cắt bỏ bằng laser | Quá trình này đơn giản, độ tinh khiết của bột bạc cao và độ ổn định tốt | Giá cao |
| Nguyên tử hóa | Bột bạc có độ tinh khiết cao và độ kết tinh tốt | Bị giới hạn bởi thiết bị, chỉ có thể sản xuất bột bạc ở cấp độ micromet |
| Phương pháp plasma hồ quang DC | Độ tinh khiết cao của bột bạc, độ tinh khiết cao của bột bạc | Phân bố cỡ hạt rộng, yêu cầu cao về thiết bị, đầu tư cao |
Ưu nhược điểm của các phương pháp hóa học khác nhau để điều chế bột bạc siêu mịn
| Phương pháp điều chế hóa chất | Thuận lợi | Nhược điểm |
| Khử hóa chất pha lỏng | Quy trình đơn giản, giá thành nguyên vật liệu thấp, tiêu hao năng lượng nhỏ, dễ kiểm soát các thông số, phù hợp với sản xuất quy mô lớn. | Khó khăn trong quá trình cải tiến |
| Phun nhiệt phân | Quy trình đơn giản, hiệu quả sản xuất cao, thân thiện với môi trường | Phân bố kích thước hạt rộng |
| Điện phân | Thiết bị xử lý đơn giản, độ tinh khiết của bột bạc cao và yêu cầu về hàm lượng bạc của nguyên liệu thô thấp | Quá trình tiêu thụ năng lượng cao, chi phí sản xuất cao |
| Phương pháp vi nhũ tương | Bột bạc có khả năng phân tán tốt và kích thước hạt có thể được kiểm soát chính xác | Khó phân tách rắn-lỏng |
Do phương pháp khử hóa học pha lỏng có ưu điểm là quy trình đơn giản, giá nguyên liệu thấp, tiêu thụ năng lượng thấp, dễ kiểm soát các thông số và phù hợp với sản xuất quy mô lớn nên bột bạc siêu mịn công nghiệp hiện nay chủ yếu được điều chế bằng chất lỏng- phương pháp khử hóa pha.
Trong quá trình điều chế bột bạc siêu mịn bằng phương pháp khử hóa học pha lỏng, các yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu suất của bột bạc siêu mịn là nồng độ chất phản ứng, loại chất khử, nhiệt độ phản ứng, loại chất phân tán và độ pH. giá trị của hệ phản ứng.
Khi ứng dụng của bột bạc trong năng lượng mặt trời, Internet of Things và các ngành công nghiệp khác tiếp tục gia tăng, vị trí và vai trò của bột bạc như một nguyên liệu hỗ trợ cho các ngành chiến lược mới nổi sẽ tiếp tục tăng và triển vọng tiêu thụ rộng lớn.
Nguồn bài viết: China Powder Network