硫酸铜还原制备铜粉【开题报告】

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1、毕业论文开题报告高分子材料与工程硫酸铜还原制备铜粉一、选题的背景和意义硫酸铜属于重金属盐类，别名结晶硫酸铜，蓝矾，为蓝色颗粒状或淡蓝色粉末；在空气中易风化，过于潮湿时也可潮解，但不影响药效；易溶于水，水溶液呈弱酸性。为水产养殖中常见的杀虫、消毒剂，对鱼体表寄生的原虫类、鱼体病原菌等有效的杀灭能力。硫酸铜在高温下经过氢气的还原生成铜粉，部分铜粉会被氧化成氧化铜和氧化亚铜等。氧化铜是一种黑色固体粉末，密度是6.3～6.49g/cm3，熔点为1326℃。它不溶于水和乙醇，溶于稀酸、氰化钾和碳酸铵溶液，在氨水中可以缓慢溶解，微显两性，较难溶于碱。热稳定性较高，加热到1000℃以上才开始

2、分解为氧化亚铜和氧气，加热易被还原剂还原为金属。加热单质铜可以直接制取，也可加热硝酸铜、氢氧化铜等分解制得。用作玻璃、瓷器的着色剂，有机合成的催化剂、油类的脱硫剂、氢化剂，还用于人造丝的制造，以及气体分析和测定有机化合物等。氧化亚铜不溶于水，其溶液显蓝色，高温时氧化亚铜的稳定性高于氧化铜，它只能与强氧化性酸反应,能被进一步氧化得到+2价的铜。氧化亚铜粉末用途也非常广泛，涂料工业用作船舶防污底漆涂料杀菌剂；玻璃工业用作红玻璃和红瓷釉着色剂；农业用作杀菌剂、饲料添加剂；由于Cu2O具有半导体性质，可用作整流器材料;还可用作涂层、塑料和玻璃表面改性材料以及有机工业催化剂等。日本铜化合

3、物中，产销数量增长最迅速的是氧化亚铜，八十年代销售量就达500吨/年，进入九十年代，其销售量还在不断地扩大。我国氧化亚铜的年销售量约在400吨以上。铜粉制备的方法有：化学还原法，电解法，机械研磨法，射线辐照水热结晶联合法，气相蒸汽法，等离子体法等。制备氧化亚铜的方法则有干法、湿法和电解法。二、研究目标与主要内容（含论文提纲）主要内容和目标：以五水硫酸铜为原料，在高温下脱水，通过流化床在恒定的温度下通入适量的氢气，还原脱水后的五水硫酸铜，调整在280℃和300℃4下的还原时间，不同还原时间下所制得的铜粉。并检测其氧化亚铜的含量、进行、粒径、XRD、SEM、TEM等的分析得知其各种

4、性能。1实验方法目前生产铜粉的方法主要有：气相反应法、机械化学法、辐射合成法、液相还原法等。一是气相反应法：气相反应法又包括惰性气体蒸发凝聚法，流动液面真空蒸镀法，混合等离子法，爆炸丝法，气相化学反应法等。气相反应法制备的粒子具有很多优点，如颗粒均匀、纯度高、粒度小、分散性好、化学反应性与活性高等。本文所论述的是用气相还原法来制备铜粉。二是机械化学法：该法是利用高能球磨并发生化学反应的方法。高能球磨法产量高、工艺简单，能制备常规方法难以制备的高熔点金属、互不相容体系的固溶体、纳米金属间化合物及纳米金属-陶瓷复合材料；缺点是晶粒不均匀、球磨过程中易引入杂质。DinJ.等人使用机械

5、化学法合成了超细铜粉。将CuCl2和Na粉混合进行机械粉碎，发生固态取代反应，生成Cu及NaCl的纳米混合物。清洗去除淹没混合物中的NaCl，得到超细铜粉。仅以CuCl2和钠为初始机械粉碎，混合物将发生燃烧。如在反应混合物中加入NaCl则可避免燃烧，生成的铜粉较细，粒径在20～50nm之间。三是辐射合成法：这是一种物理手段和化学手段相结合的方法。此法制备纳米粒子一般采用辐照较大浓度金属盐溶液，它具有以下特点：（1）制备工艺简单，制备周期短；（2）产物粒度易控，产率较高；（3）不仅可以制备金属纳米粒子，还可制备氧化物，硅化物及纳米复合材料；（4）颗粒的生成和保护可以同步进行，从而

6、可有效防止颗粒的团聚。但辐射合成法的产物处于离散胶体状态，因此，纳米粒子的收集非常困难。四是液相还原法，AyyappanS.等人用水肼还原铜盐得到铜粉，加入高分子保护剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）有利于稳定晶粒，防止团聚。反应需使用Mg作催化剂，铜粉有相当一部分是凝聚态。水合肼有剧毒，不适于大量使用。VanWonterghem.J等人采用KBH4还原Fe（2SO4）3和CoCl2得到了10～100nm的Fe-Co-B合金粉末。严红革等人报道这种方式的原理也适用于制备铜超微粉末，但目前尚未如此制备出铜及其合金的超微粉末。2.实验内容目前生产铜粉的主要方法有气相反应法、机械化学法、辐射

7、合成法、液相还原法等。本研究主要是以五水硫酸铜为原料，在高温下脱水，通过流化床在恒定的温度下通入适量的氢气，还原脱水后的五水硫酸铜，调整在280℃和300℃4下的还原时间，比较在不同还原时间下所制得铜粉中氧化亚铜的含量。并检测其氧化亚铜的含量、进行、粒径、XRD、SEM、TEM等的分析得知其各种性能。（1）研究氢气、氮气流量，还原温度、还原时间等对实验过程及产物的影响（2）研究还原时间、还原温度和关系。3.实验结果分析用标准溶液滴定分析还原率用粒径分布仪检测粒径大小范围用扫描电镜（SEM）观