纳米氢氧化铜、氧化铜、铜粉制备与表征

摘要

本实验先制备纳米氢氧化铜、纳米氧化铜粉，然后在封闭循环体系中对其进行氢气热还原，得到铜粉。主要完成以下工作： 以氢氧化钠和五水硫酸铜为原料，用沉淀法制备铜粉的前驱体粉—氢氧化铜。考察pH值、搅拌强度、滴定速度、温度等实验条件对颗粒形貌和粒度影响，确定了工艺条件。通过此法制得的纤维状纳米氢氧化铜直径20nm左右，长度为2μm左右。 以氢氧化钠和五水硫酸铜为原料，采用沉淀转化法制备纳米氧化铜。考察pH值、搅拌强度、滴定速度、温度等实验条件对颗粒形貌和粒度影响，确定了工艺条件。获得的纤维状纳米氧化铜，其直径约10-20nm，长度大于100nm。 以纳米氢氧化铜为原料，分别采用热分解法和微波法制备纳米氧化铜。考察温度、时间对颗粒形貌和粒度影响，确定了工艺条件。热分解法制备的纳米氧化铜粒度为10nm。微波辐照法制备的纳米氧化铜粒度为20nm，且颗粒的粒度分布范围窄。 对氧化铜还原过程进行热力学分析，用封闭循环氢还原法制备纳米铜粉，考察反应温度、时间对纳米铜的颗粒粒度和形貌特征的影响，确定了最佳工艺条件，制备的纳米铜粉粒度为35-40nm。 对氧化铜还原过程进行动力学分析，得到了动力学方程。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1纳米材料分类

1.1.1纳米颗粒

1.1.2纳米管

1.1.3纳米富勒烯球

1.1.4纳米棒、纳米线、纳米带

1.1.5纳米薄膜

1.1.6纳米固体

1.1.7纳米复合材料

1.2纳米材料的性质

1.2.1纳米材料的基本特性

1.2.2纳米材料的物理性质

1.2.3纳米材料的化学性质

1.3纳米材料的检测与表征

1.3.1化学成分的测定

1.3.2晶态表征

1.3.3颗粒度的表征

1.4纳米铜粉的主要应用

1.4.1纳米铜粉用于固体润滑剂

1.4.2纳米铜粉用于导电材料

1.4.3纳米铜粉用于制造纳米铜材料

1.4.4纳米铜粉在其它方面的应用

1.5纳米铜粉的主要制备方法

1.5.1物理法

1.5.2化学还原法

1.6纳米氧化铜的主要应用

1.6.1纳米氧化铜用于催化剂

1.6.2纳米氧化铜用于传感材料

1.6.3纳米氧化铜应用于抗菌剂

1.7纳米氧化铜粉的主要制备方法

1.8本文研究的内容

第二章纳米氢氧化铜的制备

2.1实验原理

2.1.1理论计算

2.1.2沉淀类型和形成过程

2.2实验部分

2.2.1实验设备

2.2.2实验原料

2.2.3溶液的配制

2.2.4纳米氢氧化铜的制备方法

2.2.5工艺流程

2.2.6滴定曲线的绘制方法

2.2.7条件试验方法

2.2.8检测方法

2.3结果与讨论

2.3.1滴定曲线的绘制

2.3.2扫描电镜(SEM)分析

2.3.3透射电镜(TEM)分析

2.3.4氢氧化铜纳米粉的XRD分析

2.4小结

第三章纳米CuO的制备研究

3.1沉淀转化制备纳米CuO

3.1.1实验原理

3.1.2实验原料与设备

3.1.3实验工艺流程

3.1.4实验方法

3.1.5条件试验方法

3.1.6检测方法

3.1.7结论与讨论

3.1.8结论

3.2纳米Cu(OH)2粉热分解制备纳米CuO

3.2.1实验原理

3.2.2实验原料与设备

3.2.3实验方法

3.2.4结果与讨论

3.2.5结论

3.3微波辐照制备均分散CuO纳米粒子

3.3.1微波加热原理

3.3.2实验原料与设备

3.3.3实验方法

3.3.4结论与讨论

3.3.5结论

3.4本章小结

第四章纳米Cu粉的制备

4.1实验原理

4.2氢气还原CuO的热力学分析

4.3实验部分

4.3.1原料

4.3.2实验装置

4.4实验方法

4.5结果与讨论

4.5.1 TEM分析

4.5.2纳米铜粉的XRD分析

4.5.3 TEM观察纳米铜粉的异常表现

4.5.4还原温度对粒度的影响

4.5.5还原时间对粒度的影响

4.5.6原料粒度的影响

4.5.7料层厚度的影响

4.5.8气体流速的影响

4.5.9还原过程升温速率的影响

4.6小结

第五章氧化铜氢还原动力学研究

5.1实验原理

5.2实验部分

5.3结果与讨论

5.4小结

第六章结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文

作者简介