1、毕业论文文献综述 高分子材料与工程 氢气还原碱式碳酸铜 碱式碳酸铜的还原是为制备氧化亚铜粉末进行提供原料，氧化亚铜粉末的用途十分广泛，在涂料工业中用作船舶防污底漆涂料杀菌剂，玻璃工业则用它作红玻璃和红瓷釉着色剂，农业中用它作杀菌剂、饲料添加剂，由于氧化亚铜具有半导体性质，因此可以把它用作整流器材料，还可以用作涂层、塑料和玻璃表面改性材料以及有机工业催化剂等。在日本的铜化合物中，产销数量增长最迅速的就是氧化亚铜， 20 世纪 80 年代它的销售量就达到了 5000t/a，进入 90 年代，其销售量还在不断扩大。我国氧化亚铜 的年销售量也在每年不断的提升。 金属氧化物是一类极其重要的化合物，在高新
2、技术领域，诸如高频高磁感应、精细陶瓷、电子元件、传感器、催化剂、高能二次电池、高温超导以及各种功能材料领域有着非常重要的应用。近年来 , 随着纳米科技的迅猛发展 ,金属氧化物的合成及其结构、形貌、性质的研究备受瞩目。 Cu2O 作为一种多功能精细无机材料 ,在印染、陶瓷、玻璃及医药等领域的应用已有数十年的历史。而作为催化剂的主要活性成分 ,它在氧化、加氢、C1 化学合成、 NOx 还原、 CO 及碳氢化合物燃烧、精细化工等多种催化反应中也得到了广泛的应用。当 材料的粒度达到纳米级时 ,其功能将更加独特。 因此 Cu2O 纳米材料的制备方法、聚集状态、与其他组分或载体的作用状况及催化活性等成为当
3、前功能材料发展的研究热点之一。 同时随着 Cu2O 催化剂的用量以及市场的不断扩大与发展，现阶段的铜粉原料的制备就成为了 Cu2O 催化剂产量的一个关键因素，如何能更好的制备出适合不同种类反应的 Cu2O 催化剂，以及各种不同品质的 Cu2O 纳米粒子。原料的供应以及制备成为了关键了问题，近年来，通过氢气还原碱式碳酸铜粉末进行制备纳米的铜粉的方法越来越被广泛接受，其分解温度，还原温度，氢气流量等 各类参数的分析成为了制备研究铜粉原料的热点问题。 在另一方面实验表明，铜是动物和人体必需的微量元素，微量的铜对生物的生长发育有促进作用，但是随着工业的发展，含铜废液明显增加，随意排放，会大大超过自然环
4、境的本底值，从而造成水源土壤污染，危害生物的生存。然而，含铜废液有较大的回1 收和再生利用潜力，利用含铜废液可以生产用途广泛的碱式碳酸铜。碱式碳酸铜可以替代原来的含砷木材防腐剂，使木材防腐剂的环保标准得到提高，而且在工业中制备氧化亚铜的利用率也将大大提高。减少工业生产的成本，这样一来不但可以减少生产成本，而且还可以 对环境进行了一次很好的保护作用。 碱式碳酸铜是由于铜表面被氧化形成氧化铜，在潮湿的空气中与水和氧气反应形成了碱式碳酸铜。这个是自然条件下形成的碱式碳酸铜。 在空气中长时间放置，则吸湿并放出二氧化碳，慢慢的变为绿色的孔雀石。在自然界则以蓝铜矿的形式存在。美观的绿色粉末状晶体，加热至
5、220 时分解。不溶于水和乙醇，可溶于氨水生成二价铜的氨配合物。 其可通过氢气进行还原方程式如下： Cu(OH)2+CuCO3 2CuO+H2O+CO2 ，CuO+ H2 Cu+ H2O 碱式碳酸铜在加热状态下分解成氧化铜，水和二氧化碳。 再把氧化铜通氢气进行还原，理论上得到铜单质，氧化铜还原法是大批量生产铜粉的一种应用最广泛的方法。基本工艺过程为粉状氧化铜在高温下被气体还原剂还原 ， 得到烧结的多孔铜块 ， 经粉碎后制得铜粉。原料包括铜屑、海绵铜、颗粒状的废杂铜和雾化铜。后两种原料经焙烧后生成氧化亚铜或氧化铜或二者的混合物。经雾化、氧化和还原制得的铜粉一也称为雾化铜粉或还原铜粉。 各类铜单质
6、粉末都可以进行生产 Cu2O催化剂的原料，并适用于各种因需要而制备的催化剂。 虽然氧化亚铜的利用前景非常好，但是原料的制备还是需要详细的研究与实验。在本课题 中虽然通过实验已初步确定了关于实验制备铜粉单质的各项参数，包括反应时间、反应温度、氢气流量等，但是还是存在一定的问题。工业生产各个生产环节的设备不同所需的参数也将不同，每个设备的设备误差也将有所改变，在本课题中氢气的流量这一方面上，在理论中所需的氢气与实际操作所需要的氢气流量并不相同，而且出入较大，这就说明设备的不同将直接影响实验中的各个参数，目前如何减少实验误差，降低与理论值之间的误差是日后将进行的研究方向。 参考文献 1 张人广 .印
7、制板碱性氯化铜蚀刻液的作用及控制 J.电子工艺技术 ,2003,24(5):142-246. 2 化工百科全书编辑委员会 .化工百科全书 M.北京 :化学工业出版社 ,1997.443-444. 3 邵敏 ,赵美萍 .环境化学 M.中国环境科学出版社 ,2001.160. 4 Yalein ,SApak M,Hizal J,et at.Recovery ofcopper( )and 2 chroium( ,VI)fromelectroplatingindustry wastewater by ion exchangeJ.SeparationScience & Technology,2001,3
8、6(10),2181-2196. 5 北京师范大学无机化学教研室 . 无机化学实验 M.北京 :高等教育出版社 ,2001,232. 6 魏兴国 ,董岩 .碱式碳酸铜实验室制法的改进 J.德州学院学报 ,2002,18(4):36-38. 7 天津化工研究设计院 ,等无机精细化学品手册 M.北京化学工业出版社 ,2001.135-137. 8 王文亮 ,李东升 ,王振军等 . CuO超细粉体的形貌与红外特性研究 J.无机化学学报 ,2002,18( 8):23- 26. 9 蒋德春 ,王瑞槐 ,碱式碳酸铜的热分解实验 ,化学教育 ,1997,(9):11-12. 10 温炎染 ,利用含铜蚀刻废
9、液生产碱式碳酸铜 J.化工环保 ,2004,24(2):131-34. 11 廖自基 .微量元素的环境化学及生物效应 M.中国环境科学出版社 ,1992.210-238. 12 张国军 ,Cu胁迫对脐橙幼苗光合特性的影响 .中国生态农业学报 ,2009,17(1):130-134. 13 陈颖 ,铜处理对喜树种子萌发及幼苗生长 ,生理代谢的动态影响 J.西北林学院学报 ,2008(2):1. 14 Josep MF.Production of basic copper carbonateP.GB:1555297,1979.11.07. 15 华东理工大学技术物理研究所编超细颗粒制备科学与技术 M,上海 :华东理工大学出版社 , 1996:113-115.
