以甲醛为还原剂制备超细铜粉的研究

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1、万方数据第30卷第4期成都理工大学学报(自然科学版)Vol·30№·42003年8月JOURNALOFCHENGDUUNIVERSITYOFTECHNOLOGY(Science＆TechnologyEdition)A“g‘2003[文章编号]1671—9727(2003)04—041705以甲醛为还原剂制备超细铜粉的研究廖戎1孙波2谭红斌1(1-西南民族学院化学与环境保护工程学院，成都610041；2．成都理工大学信息工程学院)[摘要]研究了采用葡萄耱顶还原法，以甲醛为还原荆制备超细铜粉的工艺，并且制得了20～400nm范圈的超细铜粉。通过实验，研究了制备

2、工艺条件：温度、pH值、表面活性荆、抗氧化剂对超细铜粉曲粒度、均句性、防蚀性等的影响，获得了较佳工艺条件。[关键词]超细铜粉；制各；还原荆；表面活性剂；抗氧剂[分类号]0614．121[文献标识码]A超细铜粉已被广泛应用于电学领域，用于导电胶、导电涂料和电极料的制造等。由于铜粉的价格比贵金属银粉、钯粉低廉得多，因而越来越受到人们的重视，具有广阔的应用前景nM“。目前，制备铜粉的方法很多，除了球磨法外，还有激光气相合成法、高温气相裂解法、冷冻干燥法、超声化学法等。这些方法不仅成本高，而且设备昂贵，生产复杂。综合考虑以上方法的优缺点，我们选择液相还原法制备超细

3、铜粉口M“。液相化学还原法是一种纯化学方法。在液相化学还原法中，制备超细铜粉采用的还原剂一般有次亚磷酸钠、水合肼、抗坏血酸等。据报道，以抗坏血酸所制得铜粉粒径为500nm到7pm之间“]，而以水合肼所制备的铜粉粒径为50～500nmL“，但本方法以甲醛作还原剂，所制得的铜粉粒径为20～400m。由此观之，甲醛作还原剂不仅价格低廉，而且制得的铜粉比之前两种相对较细，它广泛用于化学镀领域，尤其是用于铜、银、金等镀液的配制。由此证明甲醛是一种很好的还原剂。为了改善最终产物粒度的均匀性，本文通过用葡萄糖预还原法实现了这一目的，并制备出粒径在400ilm以下且粒径相

4、对较均匀的超细铜粉。[收稿日期]2002—12—09【作者简介]卑戎(1956--)，士。副教授．化学专业1实验部分1．1试剂与仪器试剂：五水硫酸铜、氢氧化钠、明胶、磷酸三丁脂、甲醛、葡萄糖。仪器：日本JEM一100EXII型透射电子显微镜、剑桥S-250型扫描电子显微镜、JL一1155型激光粒度分布测试仪、H．H．S型恒温电热水浴锅。1．2甲醛直接还原法制备超细铜粉取配制好的0．5mol／L五水硫酸铜溶液50n1L予反应器中，并恒温于70℃；在另一反应器中取7．0mol／I，的氢氧化钠30mL，也恒温于70℃，并在搅拌条件下将该溶液缓缓加入到硫酸铜溶液中

5、。随着氢氧化钠的不断加入，反应体系开始发生变化，颜色由原来的深蓝色溶液开始出现浅蓝色沉淀；当氢氧化钠加入到一定量后，沉淀由浅蓝逐渐变为黑色，直至加完后，整个体系为黑色状态。此时将恒温于70℃的2．6mol／L甲醛溶液缓缓加入到反应器中，随着甲醛的不断加入，黑色沉淀开始退去；待15min反应完全后观察之，发现产物铜粉颗粒粗大，成细沙状，均匀性相当差。通过沉降法在极短的时间内就可以看到溶掖澄清，以此说明甲醛直接还原法是不能得到颗粒较细、均匀性较好的铜粉。为了能谚获得较为满意的万方数据·418·成都理工大学学报(自然科学版)第30卷实验结果，通过改进发现，葡萄糖

6、预还原法是一种较为理想的方法。1．3葡萄糖预还原法制备超细铜粉1．3．1葡萄糖预还原法的反应原理用甲醛法直接还原硫酸铜溶液制备超细铜粉，在很短时间内就可以将反应体系中生成的氢氧化铜和氧化铜微粒还原为铜超微粒子，没有出现氧化亚铜中间体。由于在此法中粒子成核速度快，而且生长过程太短，导致产生的颗粒均匀性差。而通过葡萄糖预还原法，让葡萄糖在强碱性介质中将二价的铜离子还原至一价的氧化亚铜，再加入甲醛将氧化亚铜还原至金属铜粉，此法相当于延长了甲醛还原法中氧化亚铜中间体的生长过程，从而以氧化亚铜颗粒的大小和分布来影响铜粉的特性。其反应式如下：籼2++5衄一+c6H，：

7、0。——出l：0}+3心O+c5Hl，05c。0一nm℃Cu，0+HCH()+oH一2Cu4+HCOO一十H。O△1．3．2实验步骤a．配制0．5mol／L的五水硫酸铜溶液和葡萄糖溶液各50mL于反应器中，并加入0．032g／mL的明胶溶液20mL作分散剂。为了防止在反应过程中产生大量的气泡，同时还可以加0．04g／mL的聚乙二醇2mL作消泡剂，并恒温在70℃。b．在另外的容器中分别配制7．0moI／L的氢氧化钠和2．6mol／L的甲醛溶液各30mL，也恒温于70℃。c．在搅拌的条件下将氢氧化钠缓缓地加入到反应器中，反应体系由原来的深蓝色溶液变成浅蓝色沉淀

8、，随着氢氧化钠的不断加入，体系也相应地发生变化。由浅蓝色沉淀渐渐变