氧化亞銅的制備、表征及其氧化動(dòng)力學(xué).pdf

1、氧化亞銅是一種重要的無機(jī)化工原料，在涂料、玻璃、陶瓷、塑料、農(nóng)業(yè)以及工業(yè)催化等領(lǐng)域有廣泛的用途。在我國，氧化亞銅的用量逐年增長，近年來對(duì)氧化亞銅的研究比較活躍。目前盡管制備氧化亞銅的方法比較多，但很少得到粒徑均一，性能穩(wěn)定的氧化亞銅，同時(shí)很多制備方法比較繁瑣復(fù)雜。 用亞硫酸鈉還原硫酸銅原料易得，對(duì)設(shè)備的要求低，操作方便，產(chǎn)物純凈。但是反應(yīng)過程中產(chǎn)生的SO2溶解在反應(yīng)溶液中，使溶液的酸度加大，使氧化亞銅的產(chǎn)率和含量大大降低。目前該

2、方法常用NaOH或Na2CO3來調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液的pH值，但堿液的加入會(huì)導(dǎo)致局部的溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成Cu(OH)2，受熱產(chǎn)生CuO，使得到的產(chǎn)品不純。本文首次在溶液中加入緩沖溶液，調(diào)解溶液的pH值。通過多次的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)溶液的合適pH值為5.0左右，所以選用HAc-NaAc緩沖體系。 本文分別在常壓和水熱條件下以HAc-NaAc溶液為緩沖體系，用亞硫酸鈉還原硫酸銅制備出了純凈的氧化亞銅。采用化學(xué)分析、掃描電子顯微鏡、X-射線衍射、差熱

3、-熱重等測試手段對(duì)樣品進(jìn)行了表征，確定了在常壓和水熱條件下制備氧化亞銅的最佳反應(yīng)條件，并對(duì)氧化亞銅進(jìn)行了氧化動(dòng)力學(xué)研究。 通過常壓下的單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)影響常壓下制備氧化亞銅的主要因素有反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、緩沖劑的用量和反應(yīng)物的配比，得出常壓下制備氧化亞銅的最佳實(shí)驗(yàn)條件為：反應(yīng)溫度368K、反應(yīng)時(shí)間90min、緩沖劑的用量為反應(yīng)溶液的2倍、反應(yīng)物的配比為1.2。得到產(chǎn)品的顏色為紫紅色，產(chǎn)物較純凈，顆粒在1μm左右，近似

4、為球形。氧化亞銅的產(chǎn)率為86％，用氧化還原法滴定測得氧化亞銅的含量為98.47％，產(chǎn)品的堆積密度為0.6548g/cm3。 通過水熱法制備氧化亞銅的單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，影響水熱法制備氧化亞銅的主要因素有反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、緩沖劑的用量和填充度，得出水熱法制備氧化亞銅的最佳實(shí)驗(yàn)條件是反應(yīng)溫度353K，反應(yīng)時(shí)間為12h，緩沖劑的用量為反應(yīng)溶液的4倍，填充度為0.80。得到的氧化亞銅的產(chǎn)率為88％。用氧化還原法滴定測得氧化亞

5、銅的含量為98.02％。產(chǎn)品的堆積密度為0.8319g/cm3，顆粒在6μm～10μm之間，呈八面體狀。 對(duì)常壓下制備的氧化亞銅和水熱法制備的氧化亞銅進(jìn)行差熱-熱重分析發(fā)現(xiàn)常壓下制備的氧化亞銅在加熱到643K左右時(shí)被氧化放熱，與此相對(duì)應(yīng)的TG曲線上出現(xiàn)明顯的增重現(xiàn)象。水熱法制備的氧化亞銅在加熱到733K左右時(shí)才被氧化放熱，相應(yīng)的TG曲線上也出現(xiàn)明顯的增重現(xiàn)象。 利用不同程序控溫速率下的DTA-TG圖譜，用Kissinge