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鎳具有磁性、導電性、高溫穩定等性質。制備成超細鎳粉具有極大的表面效應和體積效應,在電性能、吸波、熱阻、光吸收、化學活性等方面表示出一系列特殊的性質,因而在電子漿料、金屬陶瓷化、屏蔽吸波材料、催化劑、電池材料等許多領域具有廣闊的應用前景。
目前使用的纖維狀特種鎳粉都是采用羰基法生產的,該方法是在高溫高壓下進行,羰基鎳在生產過程中易燃易爆,有毒、污染環境,且產品顆粒度只能達到微米級,應用范圍受限。而新型的Ni-Cd電池、Ni-MH電池、Li-Ion電池、特別是MCFC型燃料電池均需用大量的鎳粉:本發明的目的在于克服上述方法的不足之處,而提供一種鎳粉的制備方法。該方法安全可靠,無毒無污染;制備出的纖維狀鎳粉純度高、粒度小、比表面積大,滿足國內電池性能對鎳粉的需求,以提高現有的鎳氫電池的性能和發展燃料電池技術。
本發明的技術方案是:在溶液中控制沉淀物的形貌和粒度,隨后在氣氛調控下將干燥后的沉淀物進行熱分解而制得所需形貌和粒度的金屬粉末。
其特征在于:首先將可溶性鎳鹽溶液和復合沉淀劑溶液經噴霧加料裝置分別從不同容器中并流加入反應器中,在Ni2+-NH3-NH4+-Cl--C2O42--H2O體系進行復合沉淀轉換,控制溫度為55~85℃,pH為7.0~9.0,料液中初始Ni2+濃度為0.4~1.2mol/l;然后將反應完成后獲得的復合沉淀物經過洗滌、過濾和干燥即為鎳粉前驅體;緊接著將鎳粉前驅體置入PID調節的電爐中,控制溫度為350~600℃,并在(H2+N2)的氣氛調控下進行熱分解;再將熱分解完成后的鎳粉隨即進行冷卻和表面防氧化處理至室溫,即為纖維狀納米級特種鎳粉。
本發明的優點和積極效果與現有技術相比,主要表現為:1.采用了沉淀轉化熱分解法,在常溫常壓下的Ni2+-NH3-NH4+-Cl--C2O42--H2O體系中進行的鎳粉制備前驅體合成過程,以及后續的前驅體熱分解過程安全可靠、無毒無污染。
纖維狀鎳粉的表面處理是熱分解和表面處理兩過程一并完成:熱分解完成后隨即進行冷卻和氣氛調控,實行粉末表面的防氧化處理,使熱分解和表面處理過程在同一裝置內完成。
本發明生產的鎳粉呈纖維狀、粒度為納米級、多孔、比表面積大、防氧化能力強,滿足多種使用性能要求,如:①作為電池電極的導電添加劑,改善電極內導電框架的導電性,取代Co粉,不影響電極性能;②改善燒結電極基板的結構,其中包括增加基底與燒結鎳粉層之間的粘結強度;③用作硬質合金的粘結劑,能降低其燒結溫度、縮短燒結時間;④應用到Cd電極或MH負極的表面,提高氧在過充電過程的復合速率,降低電池內壓,提高電池壽命,增加電池容量;⑤直接用作MCFC燃料電池的陽極;⑥用于電子屏蔽材料和催化劑等。