一種制備超細鎳粉的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鎳粉生產領域，具體涉及一種簡便制備超細鎳粉的方法。
【背景技術】
[0002]超細鎳粉由于尺寸小、比表面積大、表面活性位多等特點在燃料電池、催化劑、磁性材料、吸波材料、導電漿料、潤滑材料、高性能電極材料、納米涂層材料及硬質合金黏結劑等領域有很好的應用前景，具有很高的開發價值。
[0003]超細鎳粉的制備方法主要有兩種:物理法和化學法。物理法是目前納米鎳粉規模化生產的主要方法，包括氣相凝聚法、射頻濺射法、電爆炸絲法、等離子體法和機械球磨法等；化學法制備納米鎳粉主要是通過化學反應使納米鎳粉的前體一一金屬鎳鹽或有機鎳通過各種方式還原或分解生成納米鎳粉，主要方法包括有機鎳分解法、水熱法、γ射線輻射法、液相化學還原法和微乳液法等。
[0004]機械球磨法是工業化生產中最常使用的制備超細粉體材料的方法，該法生產成本最低、易于操作且易于規模化，但制備的粉體材料的粒徑分布很難有效控制。其他物理法能制備高純度納米鎳粉，但成本較高。與物理法相比，化學法的產量更高、成本相對低廉，能制備出性能優異的多種類型納米鎳粉，其中羰基鎳分解法是目前高技術產業領域用超細鎳粉的主要工業化生產方法。該法所制備的鎳粉純度高、粒徑均勻，但羰基化合物毒性大，生產中易發生中毒事故。其他化學還原方法制備的超細鎳粉的均容易出現粒徑分布不均勻和團聚等問題，因為大多數還原劑還原鎳鹽的速率非常快，兩者一旦接觸就迅速開始反應。有人采用加入表面活性劑的方法來解決這一問題，但是表面活性劑保護結構可能會影響到鎳粉本身的性質(如催化活性)。另外，這些方法制備出的超細鎳粉由于表面活性高，容易在空氣中發生氧化甚至自燃的現象，必須進行鈍化處理。但還原劑的使用、表面活性劑的加入以及鈍化處理都勢必會增加操作步驟或難度，增加產品成本。
【發明內容】
[0005]針對現有技術的上述問題，本發明的目的在于設計一種簡便制備超細鎳粉的方法。
[0006]為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下:
一種制備超細鎳粉的方法，包括如下步驟:
(1)、將鎳源和醇加入壓力容器中，升溫加壓，使壓力容器的溫度為100-350°C，壓力為0.1-20 MPa，保溫 0.2 ?24h ；
(2)、經步驟(I)處理后，壓力容器泄壓，即得到超細鎳粉。
[0007]進一步，所述鎳源選自碳酸鎳、醋酸鎳、氫氧化鎳、草酸鎳、氧化鎳、丁二酮肟合鎳和/或乙酰丙酮鎳。
[0008]進一步，所述醇為甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇和/或二甘醇。
[0009]進一步，步驟(I)所述溫度優選200-300 °C，所述壓力優選0.1-10 MPa。
[0010]進一步，步驟(I)中，醇的用量沒有特別的限制，能將鎳源溶解或分散即可，優選的鎳源與醇的質量比為1:(1?50)。
[0011]所制備鎳粉的粒徑大小和分布情況可通過兩種途徑進行控制:如含鎳化合物溶于步驟(I)中所述的液體，可通過控制在壓力容器中制備時的條件如溫度、壓強以及反應時間來實現；若含鎳化合物難溶于步驟(I)中所述的液體，則主要在前期制備該含鎳化合物時控制其粒徑來控制最終所制備鎳粉的粒徑。
[0012]本發明的有益效果:
本發明方法所加的醇起到分散劑和還原劑的雙重作用，加熱后還能在壓力容器中產生壓力，與現有方法相比，本發明無須額外加還原劑、表面活性劑，有效降低生產成本。
[0013]與現有方法相比，本發明環境污染少。所用的醇可回收利用，既降低成本，又有效減少三廢排放；
與現有方法相比，本發明無須過濾、干燥，特別是無須鈍化鎳粉，明顯簡化了操作，而所得鎳粉沒有燒結團聚現象，粒徑從微米到納米尺度范圍內可按需控制。減壓放出氣/液體后，所制備的超細鎳粉仍留在壓力容器中，取出即可，所得產品為干燥的超細粉末，穩定性良好，可直接包裝、運輸及使用。
【附圖說明】
[0014]圖1為實施例1所得產品的X射線衍射(XRD)譜圖，其中中間譜線為立方晶型鎳的標準譜圖(JCPDS N0.70-1849)，底部譜線為六方晶型鎳的標準譜圖(JCPDS N0.45-1027)。
[0015]圖2為實施例1所得產品的掃描電鏡(SEM)譜圖。
[0016]圖3為實施例1所得產品的室溫磁滯回線。
[0017]圖4為實施例6所得產品的掃描電鏡(SEM)譜圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0019]實施例1
將10g氫氧化鎳分散于600mL乙醇中，再將得到的懸濁液加入到IL的壓力容器中，密封后加熱至240°C、容器壓力約為7MPa，保溫30min后，泄壓放出并收集所有氣/液體，以便乙醇回收再利用，從壓力容器中取出超細固體粉末，得58g產品。
[0020]由附圖1的XRD譜圖可以看出，粉末為立方晶型鎳和六方晶型鎳的混合物，由六方晶型鎳譜線計算得初始粒徑約為170nm。由附圖2的SEM譜圖可以看出，該樣品由約200nm的小顆粒團聚而成，但樣品手感細膩，這可能是由于前期制備的氫氧化鎳已經團聚造成的，不是燒結團聚。由附圖3的磁滯回線可以看出，相對于常規塊體鎳而言，所制備樣品的飽和磁化強度(32 emu/g)、剩磁(8.5 emu/g)相對較小，而矯頑力相對較大(200 0e)，(塊體鎳的矯頑力約為100 0e)，表現出較好的納米鎳粉的磁性能。
[0021]實施例2
將10g氫氧化鎳分散于700mL乙醇中，再將得到的懸濁液加入到IL的壓力容器中，密封后加熱至280°C、容器壓力約為lOMPa，保溫20min后，泄壓放出所有氣/液體，從壓力容器中取出超細固體粉末，得57g產品。
[0022]實施例3
將10g氫氧化鎳分散于600mL甲醇中，再將得到的懸濁液加入到IL的壓力容器中，密封后加熱至240°C、容器壓力約為8MPa，保溫30min后，泄壓放出所有氣/液體，從壓力容器中取出超細固體粉末，得58g產品實施例4
將10g氫氧化鎳分散于600mL乙醇中，再將得到的懸濁液加入到IL的壓力容器中，再加入10mL蒸餾水，密封后加熱至240°C、容器壓力約為7MPa，保溫Ih后，泄壓放出所有氣/液體，從壓力容器中取出超細固體粉末，得58g產品。
[0023]實施例5
將10g 二水合乙酰丙酮鎳溶于700mL乙醇，再將溶液加入到IL的壓力容器中，密封后加熱至280°C、容器壓力約為lOMPa，保溫2h后，泄壓放出所有氣/液體，從壓力容器中取出超細固體粉末，得19g廣品。
[0024]實施例6
將50g新制備的碳酸鎳分散于700mL乙醇中，再將得到的懸濁液加入到IL的壓力容器中，密封后加熱至280°C、容器壓力約為lOMPa，保溫2h后，泄壓放出所有氣/液體，從壓力容器中取出超細固體粉末，得37.5g產品。
[0025]由附圖4可以看出，樣品粒徑約170nm，分布均勻，沒有團聚現象。
[0026]實施例7
將50g新制備的氧化鎳分散于500mL乙二醇中，再將溶液加入到IL的壓力容器中，密封后加熱至280°C、容器壓力約為0.7MPa，保溫5h后，泄壓放出所有氣/液體，從壓力容器中取出超細固體粉末，得19g產品。
[0027]實施例8
取實施例1中制備的樣品10g，在室溫(約20°C)放置I月，樣品重量、顏色均無明顯變化，XRD分析譜圖與原譜圖一致，表面該樣品室溫下穩定性良好。
[0028]實施例9
取實施例1中制備的樣品10g，在70°C保溫10h，樣品重量、顏色均無明顯變化，XRD分析譜圖與原譜圖一致，表面該樣品70 V穩定性良好。
[0029]最后應說明的是:以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種制備超細鎳粉的方法，包括如下步驟:(1)、將鎳源和醇加入壓力容器中，升溫加壓，使壓力容器的溫度為100-350°C，壓力為0.1-20 MPa，保溫 0.2 ?24h ； (2)、經步驟(I)處理后，壓力容器泄壓，即得到超細鎳粉。2.根據權利要求1所述制備超細鎳粉的方法，其特征在于，所述鎳源為碳酸鎳、醋酸鎳、氫氧化鎳、草酸鎳、氧化鎳、丁二酮肟合鎳和/或乙酰丙酮鎳。3.根據權利要求1所述制備超細鎳粉的方法，其特征在于，所述醇為甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇和/或二甘醇。4.根據權利要求1所述制備超細鎳粉的方法，其特征在于，步驟(I)所述溫度優選200-300 °C，所述壓力優選 0.1-10 MPa05.根據權利要求1所述制備超細鎳粉的方法，其特征在于，步驟(I)所述鎳源與醇的質量比為1:(1?50)。
【專利摘要】本發明公開一種制備超細鎳粉的方法，該方法包括如下步驟：（1）、將鎳源和醇加入壓力容器中，升溫加壓，使壓力容器的溫度為100-350℃，壓力為0.1-20MPa，保溫0.2～24h；（2）、經步驟（1）處理后，壓力容器泄壓，即得到超細鎳粉。與現有方法相比，本發明無須過濾、干燥，無須鈍化鎳粉，無須額外加還原劑、表面活性劑，簡化了操作，有效降低生產成本，所得產品具有良好的穩定性。
【IPC分類】B22F9/24
【公開號】CN105108170
【申請號】CN201510572182
【發明人】張海軍, 裴奔, 田靖
【申請人】蘭州大學
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月10日