从含铜电镀废水制备氯化亚铜及提高其抗氧化性的研究

摘要

目前，中国每年排放约40亿m3的电镀废水，其中含有大量的铜离子，若不进行回收，不仅浪费资源，而且污染环境。 本论文从“资源化”的角度出发，利用处理含铜电镀废水得到的硫酸铜，采用亚硫酸盐还原法制备CuCl，对制备过程中的影响因素进行了考察，同时对提高氯化亚铜的抗氧化性能做了研究。 通过实验，得到制备CuCl的最佳工艺为：n(CuSO4)：n(Na2SO3)：n(NaCl)=1:1.33:1.6、反应温度为60℃、pH值为3.5，在此工艺条件下，CuCl的收率在97％以上，纯度在98％以上；放大实验表明：Na2SO3用量控制在CuSO4用量0.85～1.1倍之间，其他条件与实验室条件相同，制得的氯化亚铜纯度在98％以上，产率在80％左右。 CuCl的抗氧化实验表明：由于水份的存在，CuCl暴露在空气中和水蒸汽条件下，迅速发生氧化反应生成氯铜矿，在紫外线照射、鼓风干燥条件下基本不发生氧化。 通过对CuCl粉表面进行有机包覆处理发现：柠檬酸、硫脲呵以提高CuCl的抗氧化性能。其包覆工艺条件为：柠檬酸用量为CuCl粉质量的4％，包覆时间4～8h，反应温度为室温；硫脲用量为CuCl粉质量的2％，包覆时间2～6h，反应温度为室温。 红外光谱图分析表明：经沉淀法制备的CuCl，其表面出于水洗、醇洗等步骤生成了大量的羟基，柠檬酸的羧基与CuCl粉表面的羟基反应，吸附在CuCl表面；硫脲分子中的硫与CuCl表面的金属离子形成Cu-S配位键，包覆在CuCl粉表面；TG-DTA曲线显示：柠檬酸包覆的CuCl粉在366.9℃出现的明显的放热过程，并有2.74％的失重，说明粉体表面包覆的有机物在366.9℃附近分解。硫脲包覆的CuCl粉在392.2℃出现的明显的放热过程，并有1.13％的失重。说明粉体表面包覆的有机物在392.2℃附近分解；XRD衍射分析表明：硫脲、柠檬酸的引入未对CuCl粉体的晶体结构产生明显的影响。

目录

文摘

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声明

第一章绪 论

1.1处理电镀废水的意义

1.2电镀废水的来源与危害

1.2.1电镀废水的来源

1.2.2电镀废水的危害

1.3电镀废水的治理原则及处理方法

1.3.1电镀废水治理的原则

1.3.2电镀废水的处理方法

1.4氯化亚铜的应用及制备方法

1.4.1氯化亚铜的应用

1.4.2氯化亚铜的制备方法

1.5氯化亚铜的抗氧化性研究

1.6粉体的表面包覆技术

1.6.1颗粒表面包覆

1.6.2颗粒表面的无机分子包覆

1.6.3颗粒表面的有机分子包覆

1.6.4颗粒表面有机包覆的常用方法

1.7选题的目的、意义

1.8课题的主要研究内容

第二章实验的研究方法

2.1实验仪器及设备

2.2实验原料和试剂

2.2.1实验原料

2.2.2实验试剂

2.3实验的分析方法

2.3.1溶液中铜离子含量的测定

2.3.2 CuCl样品中Cu(Ⅱ)含量的测定

2.3.3亚铜离子的测定方法

2.3.4氯化亚铜抗氧化性的测定方法

2.3.5.抗氧化性的评定

2.4实验步骤

2.4.1氯化亚铜的制备

2.4.2包覆型氯化亚铜的制备

2.4.3氯化亚铜抗氧化性研究的实验

2.4.4柠檬酸、硫脲包覆氯化亚铜工艺条件的实验

2.4.5包覆型氯化亚铜的仪器表征

第三章氯化亚铜制备的实验结果

3.1氯化亚铜制备过程中影响因素的研究

3.1.1还原剂用量对收率的影响

3.1.2沉淀剂用量对收率的影响

3.1.3反应时间对收率的影响

3.1.4反应温度对收率的影响

3.1.5 pH值对收率的影响

3.2反应条件的正交试验

3.2.1正交试验的设计

3.2.2正交试验的结果

3.3放大实验

3.4本章小节

第四章氯化亚铜抗氧化性研究的实验结果

4.1氯化亚铜抗氧化性的测定方法的选择

4.1.1间接法

4.1.2直接法

4.2不同氧化条件对包覆型氯化亚铜抗氧化性的影响

4.2.1紫外线照射条件下

4.2.2鼓风干燥箱中氧化

4.2.3自然氧化

4.2.4水蒸汽氧化

4.3溶剂的选择

4.4柠檬酸包覆氯化亚铜机理的初探

4.5柠檬酸、硫脲包覆氯化亚铜影响因素的研究

4.5.1反应时间对氯化亚铜抗氧化性的影响

4.5.2包覆剂用量对氯化亚铜抗氧化性的影响

4.5.3反应温度对氯化亚铜抗氧化性的影响

4.6氯化亚铜包覆效果的图谱检测及解析

4.6.1红外光谱分析

4.6.2包覆型氯化亚铜的热重-差热分析

4.6.3包覆型氯化亚铜的XRD分析

4.7本章小节

第五章结论与展望

5.1结论

5.2研究展望

致 谢

主要参考文献

附 录