硫酸銅還原制備銅粉【開題報告】

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1、畢業(yè)論文開題報告高分子材料與工程硫酸銅還原制備銅粉一、選題的背景和意義硫酸銅屬于重金屬鹽類，別名結晶硫酸銅，藍礬，為藍色顆粒狀或淡藍色粉末；在空氣中易風化，過于潮濕時也可潮解，但不影響藥效；易溶于水，水溶液呈弱酸性。為水產養(yǎng)殖中常見的殺蟲、消毒劑，對魚體表寄生的原蟲類、魚體病原菌等有效的殺滅能力。硫酸銅在高溫下經過氫氣的還原生成銅粉，部分銅粉會被氧化成氧化銅和氧化亞銅等。氧化銅是一種黑色固體粉末，密度是6.3～6.49g/cm3，熔點為1326℃。它不溶于水和乙醇，溶于稀酸、氰化鉀和碳酸銨溶液，在氨水中可以緩慢溶解，微顯兩性，較難溶于堿。熱穩(wěn)定性較高，加熱到1000℃以上才開始

2、分解為氧化亞銅和氧氣，加熱易被還原劑還原為金屬。加熱單質銅可以直接制取，也可加熱硝酸銅、氫氧化銅等分解制得。用作玻璃、瓷器的著色劑，有機合成的催化劑、油類的脫硫劑、氫化劑，還用于人造絲的制造，以及氣體分析和測定有機化合物等。氧化亞銅不溶于水，其溶液顯藍色，高溫時氧化亞銅的穩(wěn)定性高于氧化銅，它只能與強氧化性酸反應,能被進一步氧化得到+2價的銅。氧化亞銅粉末用途也非常廣泛，涂料工業(yè)用作船舶防污底漆涂料殺菌劑；玻璃工業(yè)用作紅玻璃和紅瓷釉著色劑；農業(yè)用作殺菌劑、飼料添加劑；由于Cu2O具有半導體性質，可用作整流器材料;還可用作涂層、塑料和玻璃表面改性材料以及有機工業(yè)催化劑等。日本銅化合

3、物中，產銷數量增長最迅速的是氧化亞銅，八十年代銷售量就達500噸/年，進入九十年代，其銷售量還在不斷地擴大。我國氧化亞銅的年銷售量約在400噸以上。銅粉制備的方法有：化學還原法，電解法，機械研磨法，射線輻照水熱結晶聯(lián)合法，氣相蒸汽法，等離子體法等。制備氧化亞銅的方法則有干法、濕法和電解法。二、研究目標與主要內容（含論文提綱）主要內容和目標：以五水硫酸銅為原料，在高溫下脫水，通過流化床在恒定的溫度下通入適量的氫氣，還原脫水后的五水硫酸銅，調整在280℃和300℃4下的還原時間，不同還原時間下所制得的銅粉。并檢測其氧化亞銅的含量、進行、粒徑、XRD、SEM、TEM等的分析得知其各種

4、性能。1實驗方法目前生產銅粉的方法主要有：氣相反應法、機械化學法、輻射合成法、液相還原法等。一是氣相反應法：氣相反應法又包括惰性氣體蒸發(fā)凝聚法，流動液面真空蒸鍍法，混合等離子法，爆炸絲法，氣相化學反應法等。氣相反應法制備的粒子具有很多優(yōu)點，如顆粒均勻、純度高、粒度小、分散性好、化學反應性與活性高等。本文所論述的是用氣相還原法來制備銅粉。二是機械化學法：該法是利用高能球磨并發(fā)生化學反應的方法。高能球磨法產量高、工藝簡單，能制備常規(guī)方法難以制備的高熔點金屬、互不相容體系的固溶體、納米金屬間化合物及納米金屬-陶瓷復合材料；缺點是晶粒不均勻、球磨過程中易引入雜質。DinJ.等人使用機械

5、化學法合成了超細銅粉。將CuCl2和Na粉混合進行機械粉碎，發(fā)生固態(tài)取代反應，生成Cu及NaCl的納米混合物。清洗去除淹沒混合物中的NaCl，得到超細銅粉。僅以CuCl2和鈉為初始機械粉碎，混合物將發(fā)生燃燒。如在反應混合物中加入NaCl則可避免燃燒，生成的銅粉較細，粒徑在20～50nm之間。三是輻射合成法：這是一種物理手段和化學手段相結合的方法。此法制備納米粒子一般采用輻照較大濃度金屬鹽溶液，它具有以下特點：（1）制備工藝簡單，制備周期短；（2）產物粒度易控，產率較高；（3）不僅可以制備金屬納米粒子，還可制備氧化物，硅化物及納米復合材料；（4）顆粒的生成和保護可以同步進行，從而

6、可有效防止顆粒的團聚。但輻射合成法的產物處于離散膠體狀態(tài)，因此，納米粒子的收集非常困難。四是液相還原法，AyyappanS.等人用水肼還原銅鹽得到銅粉，加入高分子保護劑聚乙烯吡咯烷酮（PVP）有利于穩(wěn)定晶粒，防止團聚。反應需使用Mg作催化劑，銅粉有相當一部分是凝聚態(tài)。水合肼有劇毒，不適于大量使用。VanWonterghem.J等人采用KBH4還原Fe（2SO4）3和CoCl2得到了10～100nm的Fe-Co-B合金粉末。嚴紅革等人報道這種方式的原理也適用于制備銅超微粉末，但目前尚未如此制備出銅及其合金的超微粉末。2.實驗內容目前生產銅粉的主要方法有氣相反應法、機械化學法、輻射

7、合成法、液相還原法等。本研究主要是以五水硫酸銅為原料，在高溫下脫水，通過流化床在恒定的溫度下通入適量的氫氣，還原脫水后的五水硫酸銅，調整在280℃和300℃4下的還原時間，比較在不同還原時間下所制得銅粉中氧化亞銅的含量。并檢測其氧化亞銅的含量、進行、粒徑、XRD、SEM、TEM等的分析得知其各種性能。（1）研究氫氣、氮氣流量，還原溫度、還原時間等對實驗過程及產物的影響（2）研究還原時間、還原溫度和關系。3.實驗結果分析用標準溶液滴定分析還原率用粒徑分布儀檢測粒徑大小范圍用掃描電鏡（SEM）觀