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氨气沉淀法制备碱式硝酸铜及其形貌机理研究

氨气沉淀法制备碱式硝酸铜及其形貌机理研究

第52卷第3期2023年3月人㊀工㊀晶㊀体㊀学㊀报JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS Vol.52㊀No.3March,2023氨气沉淀法制备碱式硝酸铜及其形貌机理研究王新安1,范天博1,2,3,赵一波1,刘㊀森1,郭洪范1,2,李㊀雪1,2,3(1.沈阳化工大学,辽宁省化工应用技术重点实验室,沈阳㊀110142;2.沈阳化工大学,辽宁省镁钙无机功能材料工程研究中心,沈阳㊀110142;3.沈阳化工大学,沈阳市镁钙资源利用技术重点实验室,沈阳㊀110142)摘要:本文以硝酸铜为原料,采用氨气沉淀法制备了多种形貌的碱式硝酸铜㊂研究了反应过程中温度㊁通氨时间和通氨速率对产品微观形貌和产品收率的影响,在最佳反应条件,即反应时间40min㊁反应温度90ħ㊁通氨速率500mL /min 时,产品收率达到50%,产品形貌为类六方片状,分散性好,粒径分布接近于正态分布㊂在产品中发现由纳米级碱式硝酸铜颗粒紧密排布而成的二维纳米网状结构,上面分布有纳米级微孔㊂采用Morphology 及CASTEP 程序对碱式硝酸铜生长习性进行理论分析,计算结果与实验吻合,由温度引起的(001)晶面显露程度变化是导致宏观形貌不规则的重要因素㊂关键词:硝酸铜;碱式硝酸铜;氨气沉淀法;纳米结构;形貌中图分类号:TQ131.2+1㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1000-985X (2023)03-0536-10Preparation and Morphology Mechanism of Basic Copper Nitrate by Ammonia PrecipitationWANG Xin an 1,FAN Tianbo 1,2,3,ZHAO Yibo 1,LIU Sen 1,GUO Hongfan 1,2,LI Xue 1,2,3(1.Liaoning Key Laboratory of Chemical Application Technology,Shenyang University of Chemical Technology,Shenyang 110142,China;2.Liaoning Engineering Research Center for Magnesium and Calcium Inorganic Functional Materials,Shenyang University of Chemical Technology,Shenyang 110142,China;3.Shenyang Key Laboratory for the Utilization Technology of Magnesium and Calcium Resources,Shenyang University of Chemical Technology,Shenyang 110142,China)Abstract :Using copper nitrate as raw material,basic copper nitrate with various morphologies were prepared by ammonia precipitation method.The effects of temperature,ammonia-passing time and ammonia-passing rate on the microscopic morphology of the product and product yield during the reaction were studied.Under the optimal reaction conditions,that is,the reaction time of 40min,the reaction temperature of 90ħ,and the ammonia passing rate of 500mL /min,the product yield reaches 50%,and the product morphology is hexagonal flake-like,with good dispersibility and the particle size distribution is close to the normal distribution.It is found in the product that a two-dimensional nano-network structure formed by the close arrangement of nano-scale basic copper nitrate particles,with nano-scale micropores distributed in it.The Morphology and CASTEP program were used to theoretically analyze the growth habit of basic copper nitrate,the calculated results are consistent with the experimental results,the change of (001)crystal surface exposure caused by temperature is an important reason for the irregular macroscopic morphology.Key words :copper nitrate;basic copper nitrate;ammonia precipitation;nano-structure;morphology㊀㊀收稿日期:2022-11-21㊀㊀基金项目:国家自然科学基金(61102041);国家重点研发计划(2020YFC1909300);辽宁省教育厅项目(LJKZ0431,L2013169);辽宁省高校创新团队支撑计划(2013010);国家科技支撑计划(2013BAB09B01);辽宁省精细化工协同创新中心资助项目;辽宁省自然科学基金(201602582);辽宁省高等学校创新人才支持计划(LR2018078);辽宁省自然科学基金材料联合基金(20180510007);辽宁省自然科学基金指导计划(2019ZD0075);菱镁固废化工材料高值利用技术与基地集成示范(2020YFCI909300)㊀㊀作者简介:王新安(1998 ),男,辽宁省人,硕士研究生㊂E-mail:dxzya@ ㊀㊀通信作者:范天博,博士,副教授㊂E-mail:eftb@0㊀引㊀㊀言碱式硝酸铜(basic cupric nitrate)作为一种碱性铜盐,在无毒固体推进剂㊁点火组合物和汽车安全气㊀第3期王新安等:氨气沉淀法制备碱式硝酸铜及其形貌机理研究537㊀囊[1-2]中常被用作氧化剂,也可作为充电锂电池的高性能催化剂[3],同时也是制备Cu(OH)2和CuO的前驱体㊂由于具有小尺寸效应,纳米级碱式硝酸铜的杀菌性能[4]也大幅超过传统的波尔多液,已经在医药和农药[5]等方面广泛应用㊂在过去的几十年中,研究人员通过多种方法获得碱式硝酸铜晶体,Kratohvil等[6]通过CuO与Cu(NO3)2溶液反应,采用双喷射沉淀技术获得片状的碱式硝酸铜;Henrist等[7]将Cu(NO3)2㊃3H2O 溶解,然后在搅拌下加入NH4OH,最后加入NaOH获得叶片形状的碱式硝酸铜;Li等[8]从铜盐溶液和尿素中沉淀,并老化Cu(NO3)2溶液和NaOH溶液的混合物形成无定形颗粒产物㊂采用NH4OH和尿素做沉淀剂,溶液中氨浓度将随反应的进行而降低,导致pH值不稳定,产品形貌不够理想㊂持续通入氨气的氨气沉淀法具有反应时间快㊁一步反应㊁不用其他强化方法的优点㊂本课题组采用氨气沉淀法合成了空心球霰石碳酸钙[9]㊁六方片状氢氧化镁[10-11]㊂NH3-NH+4体系在制备Mg㊁Ca化学品过程中的优点在于当碱性镁㊁钙化合物成核结晶后,可以通过缓冲效应及时消除局部区域的OH-浓度差,迅速恢复到溶液平均水平,为新的结晶生成以及规则生长提供稳定的溶液环境,所以无须进行其他强化方法,仅进行反应温度和反应时间的控制就可以实现形貌控制制备㊂Zhan等[12]报道了在凝胶缓冲体系中制得长径比约为1ʒ1的六棱柱形貌的碳酸钙球霰石㊂Huang等[13]采用双壳类虹吸鞘,在凝胶体系中制备出六角形碳酸钙㊂可见,在缓冲体系中也可以合成出形貌较好的产物,可以得到在非缓冲体系不易得到的理想形貌㊂本文采用氨气沉淀法制备碱式硝酸铜,利用缓冲效应实现对产品形貌的控制,同时,拟采用Material Studio2020软件中Morphology程序对碱式硝酸铜的主要显露面族 (001)㊁(111)㊁(200)㊁(201)㊁(121)㊁(022)㊁(122)㊁(103)㊁(320)和(041)的形貌特征和相关的生长习性进行理论计算,对晶体微观形貌形成机理进行讨论㊂1㊀实㊀㊀验1.1㊀实验原料和制备方法硝酸铜,上海麦克林生化科技有限公司,分析纯;氨气,沈阳盛兴气体有限公司,分析纯㊂配制1mol/L的硝酸铜溶液,混合均匀㊂在一定的温度下,以500r/min搅拌,通过氨气质量流量控制器,通入氨气至适宜的时间,反应一定时间后结束实验,经陈化后抽滤,将滤饼放入烘箱干燥,得到蓝绿色的碱式硝酸铜㊂1.2㊀实验仪器德国Bruker公司的D8型X射线衍射仪,采用Cu Kα作为辐射源,2θ范围在0ʎ~70ʎ,0.05(ʎ)/step;北京尼高力公司的富里埃红外光谱分析仪,检测范围0~4000cm-1;日本JSM-6360LV扫描电子显微镜;丹东百特BT-9300H激光粒度仪;德国STA449C热重分析仪,分析环境为空气,从室温升至700ħ㊂2㊀结果与讨论2.1㊀产品结构及物性分析氨气沉淀法生成碱式硝酸铜的化学过程可表示为:4Cu(NO3)2+7H2O+6NH3ңCu4(NO3)2(OH)6㊃H2O+6NH4NO3(1)本文对产品进行了XRD表征,图1是在最佳条件:90ħ,通氨速率为500mL/min,通氨时间在40min 时制备的片状样品的XRD图谱,样品的衍射峰与国际衍射数据中心(ICDD)发布的PDF74-1749标准图谱一致,各特征峰尖锐且清晰,表明产物结晶良好,未见其他杂质如CuO等的特征峰,证明产品碱式硝酸铜纯度较好㊂在相同实验条件下产品的IR光谱如图2所示,其在1346和1046cm-1处表现出较强的吸收, 1046cm-1处的吸收是由于CuOH的弯曲振动㊂1346和878cm-1处的峰与NO3有关㊂并且,在400~800cm-1以不同间隔出现的峰是由于金属-氧键的存在㊂1422cm-1处的强峰显示了产物的良好结晶特征㊂此外,在1761和3400cm-1吸收带附近的区域与产物的OH基团和从空气中吸收的水分子有关㊂根538㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷据上述分析,表明该产品可能是Cu 4(NO 3)2(OH)6㊃H 2O㊂图1㊀碱式硝酸铜的XRD 图谱Fig.1㊀XRD patterns of basic coppernitrate 图2㊀碱式硝酸铜的红外光谱图Fig.2㊀Infrared spectrum of basic copper nitrate 图3(a)㊁(b)是氨气沉淀法制备产品的SEM 照片,该产品有明显的棱角,大部分晶形完整,可以看到有类六方片状产物,制得的产品与气液冷凝法[14]制备的产品图3(c)㊁(d)相比分散性较高[15],产品尺寸均匀,厚度约为100nm,直径小于2μm,显露面平整无杂质㊂图3㊀碱式硝酸铜的SEM 照片Fig.3㊀SEM images of basic copper nitrate 对产物热重分析结果如图4所示㊂在产物的分解过程中有两个失重阶段㊂在40~210ħ的第一阶段失重是物理吸附水的解吸㊂在210~310ħ时,由于碱式硝酸铜微晶体的分解[16],曲线先迅速下降,后缓慢下降,在310ħ时趋于平缓,这是由硝酸铜氢氧化物分解引起的,原理为:2Cu 4(NO 3)2(OH)6㊃H 2O ң8CuO +4NO 2+8H 2O +O 2(2)实验数据失重率为39.52%,略高于理论失重率(39%),可以发现第二次失重时的起始分解温度比文献数据高约70ħ,这可能是由尺寸效应造成的[17]㊂图5是使用激光粒度仪对产品粒径测试结果,产品粒径分布较窄,粒径频率正态分布性好,且峰型尖锐,D 50为1.723μm,D 90为5.983μm,粒径分布集中,稳定性较为良好㊂㊀第3期王新安等:氨气沉淀法制备碱式硝酸铜及其形貌机理研究539㊀图4㊀碱式硝酸铜的热重曲线Fig.4㊀Thermogravimetric curve of basic coppernitrate 图5㊀碱式硝酸铜的粒径分布图Fig.5㊀Particle size distribution of basic copper nitrate 2.2㊀不同通氨速率对形貌的影响本文在温度为90ħ㊁通氨时间为40min,陈化时间在10min 的条件下,考察了3组不同通氨速率对碱式硝酸铜形貌的影响,所得实验结果如图6所示㊂当通氨速率在350mL /min 时,碱式硝酸铜产品大部分为团聚状态,当通氨速率在500mL /min 时,分散度得到了进一步的改善㊂图6㊀样品在不同通氨速率下的SEM 照片Fig.6㊀SEM images of the samples under different ammonia passing rates 当气态氨流速为200mL /min 时,大部分碱式硝酸铜产品处于团聚状态,但可以发现有罕见的纳米网结构㊂这种形貌的纳米网和文献[18-19]中的纳米网不同,文献报道的纳米网都是一种类似蜘蛛网的结构,从较为清晰的图7(b)可见,这种纳米网是由碱式硝酸铜纳米级颗粒排布而成的紧密二维结构,上面分布着纳图7㊀样品在通氨速率200mL /min 下的SEM 照片Fig.7㊀SEM images of the sample under the ammonia passing rate of 200mL /min米级的微孔,周围连接在体型较大的微米级结晶上㊂虽然还不清楚这种纳米网有哪些应用,但其网体本身肯定具有比三维结晶体更好的活性㊂该实验结果也印证了在NH 3-NH +4体系中,在缓冲效应的作用下能够获得一些较为理想甚至是罕见的形貌㊂如果通过进一步研究使这种二维结构从平方微米级扩大到平方毫米级,甚至更大,将对催化剂㊁新型材料㊁膜技术等领域产生重要影响㊂2.3㊀不同通氨时间对产品形貌的影响本实验在温度为90ħ㊁通氨气速度为500mL /min㊁陈化时间10min 条件下,考察了4组不同通氨时间对产品形貌的影响,所得实验结果如图8所示㊂540㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷从图8中可看出,当反应时间低于40min 时,仅能见到叠拼在一起的片状物生成,分散性较差㊂通氨时间超过40min 时,产品为团聚的叶片插片㊂碱式硝酸铜产品收率随通氨时间呈先上升再下降的趋势,40min 为最佳通氨时间,产品收率可达50%(见图9)㊂收率下降的原因是当pHȡ13时,体系中的OH -浓度偏高,生成的碱式硝酸铜沉淀会以络离子的形式溶于过量的碱中,抽滤后的溶液中铜离子浓度增加,使铜离子回收不完全㊂图8㊀样品在不同通氨时间下的SEM 照片Fig.8㊀SEM images of the samples for different ammonia passingtime 图9㊀不同通氨时间下的产品收率Fig.9㊀Product yield for different ammonia passing time 2.4㊀反应温度对产品形貌的影响在不同温度下,氨气在溶液中的溶解度不同,OH -会随着温度升高而降低,但温度过高,产品的形貌会发生变化㊂从图10和图11中可以看出,当反应温度为90ħ时,所得产品收率最高,所得产品的形貌为长六方片,直径约为1μm㊂反应温度在50和70ħ的条件下形貌没有明显变化,产品分散性较差㊂反应温度>90ħ时,产品收率下降㊂从SEM 照片中也可以看出,在该温度下片状产物较之前减少,同时未见六方片状碱式硝酸铜产物生成㊂㊀第3期王新安等:氨气沉淀法制备碱式硝酸铜及其形貌机理研究541㊀图10㊀碱式硝酸铜在不同温度下的SEM 照片Fig.10㊀SEM images of basic copper nitrate at differenttemperatures 图11㊀不同反应温度下的产品收率Fig.11㊀Product yields at different reaction temperatures 3㊀生长机理分析3.1㊀计算模型与方法本文使用Material Studio 2020软件研究了碱式硝酸铜晶体形态形成的原因㊂碱式硝酸铜晶体数据来自无机晶体结构数据库(ICSD),序列号38152㊂碱式硝酸铜属于六方晶系,空间群为P 121/M 1,其晶胞参数为a =b =3.42,c =5.587,α=β=90ʎ,γ=90ʎ㊂构建了Cu 4(NO 3)2(OH)6㊃H 2O 的(001)㊁(111)㊁(200)㊁(201)㊁(121)㊁(022)㊁(122)㊁(103)㊁(320)和(041)面的真空slab 模型㊂计算采用CASTEP 程序中广义梯度近似(GGA)方法中的PBE 函数对Cu 4(NO 3)2(OH)6㊃H 2O 的(001)㊁(111)㊁(200)㊁(201)㊁(121)㊁(022)㊁(122)㊁(103)㊁(320)和(041)面进行结构优化㊂利用密度混合用于结构优化,波函数由BFGS 方法执行㊂计算考虑了准确性和效率㊂所有SCF tolerance 均设置为1.0ˑ10-4eV㊃atom -1,Energy cutoff 设置为260.00eV,Max.force 设置为0.05eV㊃Å-1,Max.displacement 设置为0.002Å(1Å=0.1nm),Max.stress 设置为0.1GPa㊂542㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷3.2㊀形貌分析CASTEP 程序计算出碱式硝酸铜(001)㊁(111)㊁(200)㊁(201)㊁(121)㊁(022)㊁(122)㊁(103)㊁(320)和(041)面的理想生长形态如图12所示㊂由图12可见,碱式硝酸铜(001)面理想生长形貌为方片形,(111)面的理想生长形貌为长六方片形,(121)和(122)面的理想生长形貌为不规则六边形片状,可以预测出Cu 4(NO 3)2(OH)6㊃H 2O 结晶生长后的大部分会显露出长六方片形,但其中会夹杂一些不规则的六边形片形,这和图3所示的Cu 4(NO 3)2(OH)6㊃H 2O晶体的形貌基本一致㊂图12㊀碱式硝酸铜各真空slab 模型的生长习性Fig.12㊀Growth habit of each vacuum slab models of basic copper nitrate 3.3㊀碱式硝酸铜真空slab 模型的BFDH 计算本文主要采用Bravais-Friedel Donnay-Harker(BFDH)法[20-21]对晶体生长习性进行预测分析,通过该方法对Cu 4(NO 3)2(OH)6㊃H 2O 模型进行计算,结果如图13所示㊂计算得到的碱式硝酸铜(001)㊁(111)㊁(200)㊁(201)㊁(121)㊁(022)㊁(122)㊁(103)㊁(320)和(041)面的真空slab 模型主要生长晶面指数(hkl )㊁主要生长晶面的面积占晶面总面积的百分比(δ),以及晶体的生长原点和生长面间的中心距离(D )如表1所示㊂经过计算表明主要生长面为(001)㊁(001)㊁(100)㊁(100)㊁(010)和(010)㊂通过数据可以看出,主要生长晶面的面积占晶面总面积的百分比和生长原点和生长面间的中心距离成反比,这表明主要形貌为片状㊂(001)㊁(001)生长晶面在(001)㊁(111)晶面中的面积占晶面总面积的百分比最高,由此可以推出(001)㊁(111)为主要显露的晶面,主要生长形貌为六方片状,与图3(a)相符㊂为了进一步从电子结构的角度说明碱式硝酸铜晶体各晶面结构的稳定性差异,本文计算了Cu 4(NO 3)2(OH)6㊃H 2O (001)㊁(111)㊁(200)㊁(201)㊁(121)㊁(022)㊁(122)㊁(103)㊁(320)和(041)晶面态密度,结果如图13所示㊂由图13可以看出,碱式硝酸铜(001)㊁(111)㊁(200)㊁(201)㊁(121)㊁(022)㊁(122)㊁(103)㊁(320)和(041)面态密度图中每个能量分布范围有一定的差异性㊂电子密度主要由的s㊁p 和d 轨道态密度组成㊂大部分由d 轨道贡献,这是因为d 轨道位于价带的高能端,s 轨道在价带的最低能端,计算结果表明d 轨道在Cu 4(NO 3)2(OH)6㊃H 2O 的结构和稳定性中起主导作用㊂晶面原子层上的电荷密度在Cu 4(NO 3)2(OH)6㊃H 2O (001)面处最低,在Cu 4(NO 3)2(OH)6㊃H 2O (111)面处最高㊂可以看出,正是各晶面态密度的变化导致了Cu 4(NO 3)2(OH)6㊃H 2O 各结晶面结构稳定性的差别㊂从电子态密度图结合每个晶面的生长习性图来看,(001)面和(111)面相比其他晶面具有更多显现的优势,同时也在XRD 图谱中体现出碱式硝酸铜的宏观形态外观受(001)和(111)晶面影响较大㊂通过对比不同温度下的SEM 照片可以看出,随着温度的升高,逐渐形成类六方形,说明温度对(001)晶面有明显的影响㊂由于(001)面暴露相对较弱,一定程度上形成了以(111)面为主的长六方形片状及其他面的相应形貌㊂宏观㊀第3期王新安等:氨气沉淀法制备碱式硝酸铜及其形貌机理研究543㊀形态的非理想性是由非理想体系中不同形态晶面的不同程度重叠造成的㊂图13㊀碱式硝酸铜各真空slab 模型的态密度图Fig.13㊀Density of states of each vacuum slab models of basic copper nitrate544㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷表1㊀碱式硝酸铜各真空slab模型的主要生长晶面指数(hkl)㊁主要生长晶面的面积占晶面总面积的百分比(δ),及生长原点和生长面间的中心距离(D)Table1㊀Main growth crystal plane indexes(hkl),the percentage of the area of the main growth crystal plane to the total crystal plane area(δ),and the center distance between the growth origin and the growth plane(D)ofeach vacuum slab models of basic copper nitrate(001)slab(111)slab(200)slab hklδ/%D/nm hklδ/%D/nm hklδ/%D/nm {001}28.21 5.93{001}21.327.51{001}18.627.83 {001}28.21 5.93{001}21.327.51{001}18.627.83 {010} 6.0616.49{010}8.2312.14{010} 6.9114.47 {010} 5.717.53{010}8.2312.14{010} 6.9114.47 {100} 5.5817.89{100}7.3813.54{011} 6.0716.45 {100} 5.5817.89{100}7.3813.54{011} 6.0716.45 {101} 5.318.85{011}7.3613.58{011} 6.0716.45 (201)slab(121)slab(022)slab hklδ/%D/nm hklδ/%D/nm hklδ/%D/nm {001}16.84 6.53{001}15.38.03{001}13.338.16 {001}16.84 6.53{001}15.38.03{001}13.318.16 {100}12.557.99{100}10.319.69{010}9.1710.89 {100}12.557.99{100}10.319.69{010}9.1710.89 {101}9.6810.32{010}9.0811{011}7.3413.61 {101}9.6810.32{010}9.0811{011}7.3413.61 {101}9.6810.32{101}7.9412.58{011}7.3413.61 (122)slab(103)slab(041)slab(320)slab hklδ/%D/nm hklδ/%D/nm hklδ/%D/nm hklδ/%D/nm {001}12.758.15{001}12.44 5.36{001}12.26 3.54{001}12.25 4.68 {001}12.758.15{001}12.44 5.36{001}12.26 3.54{001}12.25 4.68 {100}12.058.29{100}11.938.37{010}11.478.71{010}11.558.65 {100}12.058.29{100}11.938.37{010}11.478.71{010}11.558.65 {010}8.8611.27{101}10.059.94{011}10.629.41{011}10.169.83 {010}8.8611.27{101}10.059.94{01-1-}10.629.41{011}10.169.83 {101}8.5911.63{101}10.059.94{011}10.629.41{011}10.169.83 4㊀结㊀㊀论采用氨气沉淀法对碱式硝酸铜,对其生成条件㊁形貌和合成机理进行了研究,得出以下结论:1)采用氨气沉淀法制备多种形貌的微米级碱式硝酸铜,NH3-NH+4体系的存在对理想形貌的获得起重要作用㊂2)研究了通氨时间㊁通氨速率和反应温度对产品形貌和产品收率的影响,最佳反应条件为:通氨时间40min,反应温度90ħ,通氨速率500mL/min㊂得到的产品呈长六方片状结构,结晶对称性良好,宏观形貌较为理想㊂3)发现由纳米级碱式硝酸铜颗粒紧密排布而成的二维纳米网状结构,上面分布有纳米级微孔㊂4)采用BFDH法计算碱式硝酸铜的晶面微观性质,结果表明,主要生长面为(001)㊁(001)㊁(100)㊁(100)㊁(010)和(010)㊂另外,(001)面为主晶面,(111)面为经常出现的晶面,晶体呈六方形片状,与实验结果一致㊂态密度计算结果表明,d轨道对各晶面的结构稳定性起主导作用㊂参考文献[1]㊀戴良玉,吴望发,方遵华,等.新一代汽车安全气囊产气新材料-纳米体碱式硝酸铜[DB/OL].(2014-05-10).[2023-02-04].https:///KCMS/detail.aspx?dbname=SNAD&filename=SNAD000001584496.DAI L Y,WU W F,FANG Z H et al.A new generation of new-generation automotive airbag gas-producing materials-nanobody basic copper nitrate[DB/OL].(2014-05-10).[2023-02-04].https:///KCMS/detail.aspx?dbname=SNAD&filename= SNAD000001584496.㊀第3期王新安等:氨气沉淀法制备碱式硝酸铜及其形貌机理研究545㊀[2]㊀LIU Y,LIU Y,SHI H H,et al.Cobalt-copper layered double hydroxide nanosheets as high performance bifunctional catalysts for rechargeablelithium-air batteries[J].Journal of Alloys and Compounds,2016,688:380-387.[3]㊀石俊涛,王㊀妮,王秋雨.安全气囊气体发生剂用碱式硝酸铜的对比研究[J].化学推进剂与高分子材料,2017,15(1):56-59.SHI J T,WANG N,WANG Q Y.Contrastive study of basic copper nitrate for gas generating agent in safety airbag[J].Chemical Propellants& Polymeric Materials,2017,15(1):56-59(in Chinese).[4]㊀徐㊀爽.杀菌剂用纳米氢氧化铜的制备及应用性能研究[D].北京:中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所),2018.XU S.Preparation and application performance of nano-copper hydroxide for bactericides[D].Beijing:Institute of Process Engineering,Chinese Academy of Sciences,2018(in Chinese).[5]㊀景志红,焦兆友,庞秋云,等.一种纳米氧化铜抗菌剂的制备方法:CN101273723[P].2008-10-01.JING Z H,JIAO Z Y,PANG Q Y,et al.A preparation method of nanometer copper oxide antibacterial agent:CN101273723[P].2008-10-01 (in Chinese).[6]㊀KRATOHVIL S,MATIJEVIC'E.Preparation of copper compounds of different compositions and particle morphologies[J].Journal of MaterialsResearch,1991,6(4):766-777.[7]㊀HENRIST C,TRANINA K,HUBERT C,et al.Study of the morphology of copper hydroxynitrate nanoplatelets obtained by controlled double jetprecipitation and urea hydrolysis[J].Journal of Crystal Growth,2003,254(1/2):176-187.[8]㊀LI B C,JECHAN L,EILHANNI K et al.2-dimensional nanoleaf-like porous copper nitrate hydroxide as an effective heterogeneous catalyst forselective oxidation of hydroxymethylfurfural to diformylfuran[J].Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers,2021,126:189-196.[9]㊀范天博,贾晓辉,韩冬雪,等.以白云石为原料氨碱法制备球霰石及其生成机理研究[J].无机盐工业,2021,53(5):56-60.FAN T B,JIA X H,HAN D X,et al.Study on preparation of vaterite from dolomite by ammonia-alkali method and its mechanism[J].Inorganic Chemicals Industry,2021,53(5):56-60(in Chinese).[10]㊀范天博,姜㊀宇,刘露萍,等.一步水热法合成六方片状氢氧化镁及其生长习性分析的研究[J].人工晶体学报,2017,46(12):2319-2325.FAN T B,JIANG Y,LIU L P,et al.Crystal growth habit of hexagonal flake magnesium hydroxide synthesized by one-stepHydrothermal method[J].Journal of Synthetic Crystals,2017,46(12):2319-2325(in Chinese).[11]㊀周永红,范天博,刘露萍,等.六方片状氢氧化镁的合成及其第一性原理分析[J].化工学报,2016,67(9):3843-3849.ZHOU Y H,FAN T B,LIU L P,et al.Preparation of hexagonal plates of magnesium hydroxide and mechanism analysis with first principles[J].CIESC Journal,2016,67(9):3843-3849(in Chinese).[12]㊀ZHAN J,LIN H P,MOU C Y.Biomimetic formation of porous single-crystalline CaCO3via nanocrystal aggregation[J].Advanced Materials,2003,15(78):621-623.[13]㊀HUANG Z Q,ZHANG G S,TAN Y.Gelatinous siphon sheath templates the starfruit-shaped aragonite aggregate growth[J].Journal ofNanomaterials,2019,2019:1-9.[14]㊀DI L B,DUAN D Z,ZHAN Z B,et al.Nanosheets:gas-liquid cold plasma for synthesizing copper hydroxide nitrate nanosheets with highadsorption 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pollutedair[J].Colloid and Interface Science Communications,2020,37:100275.[20]㊀冯璐璐,曹端林,王建龙,等.1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑的晶体形貌预测[J].含能材料,2015,23(5):443-449.FENG L L,CAO D L,WANG J L,et al.Prediction of crystal morphology of MTNI[J].Chinese Journal of Energetic Materials,2015,23(5): 443-449(in Chinese).[21]㊀王小军,秦㊀亮,何㊀丹,等.2,4,6-三硝基-2,4,6-三氮杂环己酮的晶体形貌预测[J].化学研究,2012,23(2):17-21.WANG X J,QIN L,HE D,et al.Prediction of crystal morphology of1-oxo-2,4,6-trinitro-2,4,6-triazacyclohexane[J].Chemical Research, 2012,23(2):17-21(in Chinese).。

碱式碳酸铜实验室制法的改进(无机某设计实验方案,有用的)

碱式碳酸铜实验室制法的改进(无机某设计实验方案,有用的)

收稿日期:2002-05-05作者简介:魏兴国(1970-),男,山东陵县人,理学学士,德州学院化学系讲师,从事无机化学实验教学工作.第18卷第4期2002年12月德州学院学报Journal of Dezhou University Vol.18No.4Dec.2002碱式碳酸铜实验室制法的改进魏兴国,董岩,孟繁宗,刘新华(德州学院化学系,山东德州 253023)摘 要:通过对利用硝酸铜与碳酸氢铵制备碱式碳酸铜反应条件的测试,得到该制备的最佳实验步骤.并用化学平衡原理分析了该方法的理论依据及优势所在.关键词:碱式碳酸铜;制备;抽滤;物质的量中图分类号:O61-3 文献标识码:B 文章编号:1004-9444(2002)04-0036-03 碱式碳酸铜[CuCO 3・Cu (OH )2・xH 2O ]呈暗绿色或淡蓝绿色粉末状固体,是天然孔雀石的主要成分.易溶于稀酸和氨水,不溶于水,加热至200℃即分解,新制备的样品在沸水中就很易分解[1].主要用于固体荧光粉的激活剂和铜盐制造,油漆、颜料和烟火的配制等[2].通常由可溶性的铜盐和可溶性的碳酸盐制备.实验室中常用硫酸铜溶液和碳酸钠溶液进行复分解反应制备碱式碳酸铜[1].笔者据此进行了大量实验,发现该反应条件难以控制,且副产物较多,产率较低或以副产物为主.究其原因,碳酸钠溶液本身碱性较强,当硫酸铜与碳酸钠溶液混合时,则有三种不同的化合物生成,即水合碱式碳酸铜(形成大型沉淀),水合碱式硫酸铜及氢氧化铜.而三种产物的组成百分比与反应物配比和反应温度有很大关系.由于三种产物均为不溶或难溶物,故分离也有一定难度.另外,由于SO 42-离子体积较大,也易形成包合物,因此,笔者尝试利用硝酸铜与碳酸氢铵溶液反应制备碱式碳酸铜,取得了较好效果.1 实验1.1 实验条件的探求1)Cu (NO 3)2与N H 4HCO 3最佳物质的量比取5份0.5mol ・l -1的Cu (NO 3)2溶液10ml ,另分别取1.0mol ・l -1的N H 4HCO 3溶液6mL 、8mL 、10mL 、12mL 、14mL 于已经编号100mL 烧杯中.在室温条件下,依次将Cu (NO 3)2溶液分别倒入N H 4HCO 3溶液中,并不断搅拌.充分反应后,静置,抽滤,用蒸馏水洗涤2~3次,将产品在烘箱中于100℃烘干.冷至室温后称重,计算产率.实验结果列表1表1 硝酸铜与碳酸氢铵物质量比对反应产物的影响3V NH4HCO36mL 8mL 10mL 12mL 14mL 产率43.8%78.4%85.3%85.7%85.9%产物颜色翠绿色翠绿色翠绿色翠绿色翠绿色产物品质颗粒大颗粒大颗粒较大颗粒较大颗粒较大品质好品质好品质好品质好品质好 3Cu(NO3)2均为10mL0.5mol・l-1的溶液 由表1可以看出:在Cu(NO3)2与N H4HCO3的物质的量之比为1∶2(即N H4HCO3的体积为10mL时)时,产率已经开始趋于平衡,且产物品质较好,因此可以把此时的物质的量之比作为反应物的最佳配比。

碱式碳酸铜

碱式碳酸铜

碱式碳酸铜碱式碳酸铜碱式碳酸铜又称碳酸铜,呈孔雀绿颜色,所以又叫孔雀石,是一种名贵的矿物宝石。

它是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质反应产生的物质,又称铜锈,颜色翠绿。

在空气中加热会分解为氧化铜、水和二氧化碳。

溶于酸并生成相应的铜盐。

在自然界中以孔雀石的形式存在。

[1]中文名碱式碳酸铜英文名Copper carbonate basic别称碳酸铜、盐基性碳酸铜化学式Cu2(OH)2CO3分子量221.12CAS登录号12069-69-1EINECS登录号235-113-6熔点220oC水溶性不溶于水和醇。

密度 3.85g/mL外观孔雀绿色细小无定型粉末应用有机催化剂、烟火制造、颜料等目录1物化性质2制备方法3主要用途4计算化学数据5储运特性6危害说明毒理学数据生态学数据7安全信息安全术语风险术语1、物化性质性状:孔雀绿色细小无定型粉末。

不溶于水和醇。

溶于酸、氨水及氰化钾溶液。

[2]常温常压下稳定。

[2]碱式碳酸铜化学分子结构式2.避免的物料酸。

不溶于冷水和醇,在热水中分解,溶于酸而成相应铜盐。

溶于氰化物、氨水、铵盐和碱金属碳酸盐水溶液中,形成铜的络合物。

在碱金属碳酸盐溶液中煮沸时,形成褐色氧化铜。

对硫化氢不稳定。

加热至200℃分解黑色氧化铜、水和二氧化碳。

在硫化氢气氛中不稳定。

在水中的溶解度为0.0008%。

碳酸铜具有扬尘性,应避免与皮肤、眼睛等接触及吸入。

[2]3.不溶于水,溶于氨水中生成铜氨配离子。

加热到220℃时分解。

组成为2∶1的碱式碳酸铜为天蓝色的粉状结晶。

如在空气中长时间放置,则吸湿并放出部分二氧化碳,慢慢变成1∶1型碱式碳酸铜,不溶于水,但溶于氨水而形成铜氨配离子。

[2]2、制备方法1.硫酸铜法。

反应方程式:2CuSO4+4NaHCO3==CuCO3·Cu(OH)2↓+2Na2SO4+3CO2↑+H2O碱式碳酸铜操作方法:将小苏打配成相对密度1.05的溶液,先加入反应器中,于50℃时,在搅拌下加入经精制的硫酸铜溶液,控制反应温度在70~80℃,反应以沉淀变为孔雀绿色为度,pH值保持在8,反应后经静置、沉降,用70~80℃水或去离子水洗涤至洗液无SO2-4止,再经离心分离、干燥,制得碱式碳酸铜成品。

一种纳米体碱式硝酸铜的合成及应用研究

一种纳米体碱式硝酸铜的合成及应用研究

第 47 卷 第 8 期2018 年 8 月Vol.47 No.8Aug. 2018化工技术与开发Technology & Development of Chemical Industry一种纳米体碱式硝酸铜的合成及应用研究唐福兴1,2,3(1.三明医学科技职业学院轻纺工业系,福建 三明 365000;2.三明市火龙纺织化工有限公司,福建 三明 365000;3.三明东昇化工有限公司,福建 三明 365000)摘 要:本文研究了纳米体碱式硝酸铜的合成工艺路线、合成原理、工艺流程等,并采用电子隧道扫描显微成像仪对其形貌、比表面积、最可几孔径和粒度进行测试。

结果表明,采用本工艺生产的纳米体碱式硝酸铜,比表面积大,成本低,外观粒径可调可控,流散性好,颗粒均匀,有很强的燃烧催化性能,能满足汽车安全气囊产气剂材料的要求。

关键词:纳米体碱式硝酸铜;合成;应用研究中图分类号: O 614.121;TQ 567.8 文献标识码:A 文章编号:1671-9905(2018)08-0025-03作者简介:唐福兴(1964-),男,福建福州人,工程师,主要从事染整化学基础教学与科研。

E-mail: 361049035@ 收稿日期:2018-06-13新一代气囊气体发生剂的理论设计,要求碱式硝酸铜的比表面积大、成本低、外观粒径可调可控、流散性好、颗粒均匀,产品应具有很强的燃烧催化性能,可提高气囊的爆发速度。

我国汽车安全气囊研究开发工作还处在起步阶段,除少数科研人员在较早前开始对高比表面积和高燃烧速度的碱式硝酸铜进行理论研究和实验研究外,国内尚没有开展纳米体碱式硝酸铜的研发和在汽车安全气囊上的应用研究[1-3]。

目前国内外少数几家企业生产碱式硝酸铜的主要方法,是将普通硝酸铜和片碱采用合成工艺,生产D50小于1.5μm 的碱式硝酸铜,很难对产品的粒度分布进行有效控制。

这种普通碱式硝酸铜的比表面积小,很难达到产气材料理论配方对碱式硝酸铜的催化性能和燃烧速度的设计要求[4-6]。

碱式硝酸铜制备

碱式硝酸铜制备

碱式硝酸铜制备
碱式硝酸铜(Cu(NO3)2·3Cu(OH)2)可以通过硝酸铜与氢氧化钠反应制备。

制备步骤如下:
1. 首先将一定量的硝酸铜溶液慢慢加入氢氧化钠溶液中,同时搅拌。

反应过程中会观察到溶液逐渐变白。

2. 继续搅拌反应混合物,直到没有进一步的颜色变化。

3. 将反应混合物过滤,得到固体沉淀。

4. 用去离子水洗涤沉淀,以去除杂质。

5. 最后用醇溶剂洗涤沉淀,以去除溶液中的剩余离子。

6. 将沉淀过滤并晾干,得到碱式硝酸铜。

需要注意的是,在制备过程中,要保证反应物质量比为1:3,即硝酸铜与氢氧化钠的摩尔比为1:3。

此外,反应要在室温下进行,并搅拌均匀,以促进反应的进行。

碱面铜实验报告(3篇)

碱面铜实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 观察碱面铜在加热过程中的颜色变化。

2. 了解碱面铜的制备方法。

3. 掌握实验室安全操作规程。

二、实验原理碱面铜是一种无机化合物,化学式为Cu(OH)2。

在加热过程中,碱面铜会分解生成氧化铜(CuO)和水(H2O)。

实验中,通过观察碱面铜加热过程中的颜色变化,可以了解其分解过程。

反应方程式如下:Cu(OH)2 → CuO + H2O三、实验材料与仪器1. 实验材料:碱面铜、酒精灯、镊子、试管、试管夹、滤纸、滴管、蒸馏水、氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、硝酸溶液、盐酸溶液。

2. 实验仪器:电子天平、研钵、烧杯、玻璃棒、移液管、容量瓶、滴定管、试管架、酒精灯、石棉网、烘箱。

四、实验步骤1. 准备工作:将碱面铜放入研钵中,用研棒研磨成粉末状,备用。

2. 取一小部分碱面铜粉末放入试管中,用滴管加入适量的蒸馏水,搅拌均匀。

3. 用酒精灯加热试管,观察碱面铜的颜色变化。

加热过程中,试管口应略微倾斜,避免水分过多蒸发。

4. 当碱面铜粉末开始变黑时,停止加热,用滤纸擦拭试管内壁,观察颜色变化。

5. 将试管中的黑色物质转移到另一个试管中,加入适量的氢氧化钠溶液,观察是否产生蓝色沉淀。

6. 若产生蓝色沉淀,说明黑色物质为氧化铜。

否则,为其他物质。

7. 用移液管取一定量的硫酸铜溶液,滴入黑色物质中,观察是否产生蓝色沉淀。

8. 若产生蓝色沉淀,说明黑色物质为氧化铜。

否则,为其他物质。

9. 将黑色物质放入烧杯中,加入适量的硝酸溶液,观察是否溶解。

10. 若黑色物质溶解,说明其中含有铜离子。

否则,为其他物质。

11. 将黑色物质过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,烘干后称重,计算实验数据。

五、实验结果与分析1. 在加热过程中,碱面铜粉末由白色变为蓝色,最后变为黑色。

这表明碱面铜在加热过程中发生了分解,生成了氧化铜。

2. 加入氢氧化钠溶液后,黑色物质产生蓝色沉淀,说明其中含有铜离子。

3. 加入硫酸铜溶液后,黑色物质产生蓝色沉淀,进一步证实了其中含有氧化铜。

碱式硝酸铜对硝酸胍燃烧性能的影响

碱式硝酸铜对硝酸胍燃烧性能的影响

碱式硝酸铜对硝酸胍燃烧性能的影响摘要:本文以充气式发生器的气体发生剂为背景进行探索,研究了碱式硝酸铜比例分配对硝酸胍燃烧性能的影响。

通过实验分析,随着碱式硝酸铜质量百分含量的增加,配方的燃速得以增加。

关键词:燃烧性能气体发生剂碱式硝酸铜近年来,国民经济的快速发展推动了汽车的需求量急速扩张,加速了汽车产业的发展。

2011年我国汽车产销量达到1850万辆,相关产业创造的产值近4万亿元,汽车产业已成为国家支柱产业之一。

汽车产业的发展为汽车零部件提供了发展基础;作为汽车重要零部件的汽车安全气囊在国家政策的引导下,越来越普及,已成为乘用车的标准配件[1-4];随着生活水平的提高,促使人们越来越关心安全,为汽车安全气囊气体发生器提供了越来越广阔的市场空间。

安全气囊通常由传感器、控制器、气体发生器、气囊等部分组成[5]。

其中以气体发生器尤为重要,它是安全气囊气囊系统的核心部件,在汽车发生碰撞时,它能在50ms内迅速使气囊充气膨胀,保证乘员生命安全[6-8]。

气体发生器由气体发生剂和金属零部件组成。

气体发生剂是指燃烧后产生气体的各种物质,属于固体推进剂的一个种类[9],把气体发生剂装入气体发生器中,在车辆发生碰撞时引发,产生大量的气体,充满气囊的囊体。

汽车安全气囊气体发生剂前期主要是叠氮化钠类型的气体发生剂配方,具有燃烧稳定、燃温低、易点火、内压低、产气率高、残渣少等很多优点。

但是在生产过程中有许多缺陷,如易与重金属反应造成燃烧爆炸事故;同时叠氮化钠是剧毒物质,0.05g以上计量可致人死亡;最后是难于回收、易于泄露等环保问题。

这些缺陷导致在后期的气体发生剂研发过程中,很少或不使用叠氮配方。

目前,世界上各大气体发生器生产公司和研究机构纷纷在研究无毒型气体发生剂[10],无毒型气体发生剂也称为非叠氮类气体发生剂,主要使用的是高能量、低感度、大产气量、环保、价廉的物质。

最常用的是硝酸胍作为可燃物质的配方。

硝酸胍因为其本身便宜、感度低、安全性佳、产气量大、无毒等优点,成为目前国内外主流的气体发生剂物质。

碱的化学性质PPTPPT课件演示文稿

碱的化学性质PPTPPT课件演示文稿
可以用:AB + CD == AD + CB 表示
特点:(1)反应物、生成物均只有两种化
合物;
(2)发生反应的两种化合物相互交换 成分;
(3)各元素的化合价在反应前后均 不改变。
第18页,共22页。
碱溶液中含有相同的离子OH指示剂①
非金属氧化物 → 盐 + 水②

酸 -中----和----反----应---→ 盐 + 水③ 盐 → ---------------- 盐 + 碱④
碱的化学性质PPTPPT课件演 示文稿
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(优质)碱的化 学性质PPTPPT课

第2页,共22页。
俗称
颜色 状态
氢氧化钠
烧碱、火碱、苛性 钠
白色片状固体
氢氧化钙
熟石灰、消 石灰
白色粉末 状固体
溶解性 易溶于水
微溶
腐蚀性
是否 潮解 溶解热 量变化
强腐蚀性 易潮解
溶解放热
有腐蚀性
不易潮解
4、在硫酸铜溶液中滴加石灰水。
CuSO4 + Ca(OH)2 = Cu(OH)2↓+ CaSO4
第7页,共22页。
3、碱跟非金属氧化物反应 [实验]: 向一支盛有澄清石灰水的试管中通入 二氧化碳,观察发生了什么现象:
澄清石灰水变浑浊。
化学反应方程式:
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O 这一反应常用来检验二氧化碳的存在。
A.氢离子
B.氢氧根离子
C.金属离子
D.酸根离子
第22页,共22页。
在岁月
碱 + 盐→ 新盐 + 新碱
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碱式硝酸铜的pdf卡片理论说明以及概述1. 引言1.1 概述本文将对碱式硝酸铜的pdf卡片进行理论说明和概述。

碱式硝酸铜作为一种重要的化学物质,在不同领域具有广泛的应用前景。

通过使用pdf卡片技术,我们可以更好地了解和研究碱式硝酸铜的性质、制备方法以及其在光催化、电化学储能和生物医学领域中的应用。

1.2 文章结构本文主要包括五个部分。

首先,在引言部分,我们将对文章的背景和目的进行简要介绍。

然后,在第二部分,我们将对碱式硝酸铜进行概述,并详细阐述其制备方法和基本性质。

接下来,第三部分将介绍碱式硝酸铜的pdf卡片实验步骤,包括实验器材和试剂准备、实验步骤详解以及实验结果与分析。

在第四部分中,我们将探讨碱式硝酸铜在光催化、电化学储能和生物医学领域中的应用潜力,并展望其未来发展前景。

最后,在第五部分中,我们将总结文章的主要内容并提出相应的结论。

1.3 目的本文的主要目的是通过对碱式硝酸铜的pdf卡片进行理论说明和概述,在读者中提高对该化学物质的认识和理解。

同时,本文还旨在探索碱式硝酸铜在光催化、电化学储能和生物医学领域等应用领域的发展前景,并为相关研究工作提供参考和启示。

通过深入了解碱式硝酸铜及其应用,我们可以为进一步推动科学研究和创新做出贡献。

2. 碱式硝酸铜的pdf卡片理论说明2.1 碱式硝酸铜概述碱式硝酸铜(Cu(OH)NO3)是一种重要的无机化合物。

它是由硝酸铜和氢氧化钠反应得到的沉淀物。

其化学式表达为Cu(OH)NO3,其分子量为141.57 g/mol。

2.2 硝酸铜的制备方法和性质硝酸铜(Cu(NO3)2)可以通过将铜粉溶于稀硝酸中得到。

其化学式表达为Cu(NO3)2,其分子量为187.55 g/mol。

硝酸铜呈现出蓝色晶体或结晶性粉末的形态。

它在常温下易溶于水,并能与氨水、乙二胺等配位体形成络合物。

2.3 pdf卡片的使用及特点PDF卡片是一种采用PDF格式制作的电子学习材料,以卡片为基本单元进行组织和展示。

在碱式硝酸铜方面,PDF卡片可以包括理论知识、实验步骤、应用领域等相关内容。

使用PDF卡片有以下特点:1. 高度可视化:PDF卡片可以通过插入图片、图表和动画等多媒体元素,直观地展示碱式硝酸铜的相关知识和实验过程。

2. 便携性强:PDF卡片可以在各种电子设备上进行阅读,如电脑、平板电脑和手机等,方便学习者进行随时随地的学习。

3. 整理性好:通过将相关内容整理成PDF卡片的形式,可以清晰地呈现出知识结构和逻辑关系,有助于学习者系统地学习碱式硝酸铜。

总结而言,采用PDF卡片作为学习工具能够提供高度可视化的展示效果,并具备便携性和整理性好的特点。

这种学习方式能够帮助读者更加深入地理解和掌握碱式硝酸铜相关的理论知识和实验操作。

3. 碱式硝酸铜的pdf卡片实验步骤:3.1 实验器材和试剂准备:在进行碱式硝酸铜的pdf卡片实验之前,需要准备以下实验器材和试剂:- 透明玻璃片:用于制作pdf卡片的基板。

- 对氨基苯甲酸:用作碱性沉淀剂。

- 硝酸铜:作为反应原料。

- 氨水:用于调节溶液中的pH值。

- 高锰酸钾:用于清洗实验器皿。

- 塑料滴管和玻璃搅拌棒:用于操作溶液。

另外,还需要准备一些常见的实验仪器,例如移液管、量筒和热板等。

确保所有的器材都是清洁且无任何污染物。

3.2 实验步骤详解:步骤1: 准备溶液先取一定比例的硝酸铜溶液放入一个容量瓶内,然后使用适量的氨水调节溶液pH值至约为8.5。

注意在调节过程中需要小心加入氨水,并进行充分搅拌以确保均匀混合。

步骤2: 沉淀反应将对氨基苯甲酸溶液加入到调节好pH值的硝酸铜溶液中,发生沉淀反应。

需要注意的是,加入沉淀剂时要缓慢滴加,并且边滴加边轻轻搅拌溶液,以避免沉淀堆积。

继续搅拌数分钟,让沉淀充分形成。

步骤3: 过滤和洗涤使用过滤纸或者玻璃纤维滤膜将溶液中的沉淀分离出来。

将过滤得到的固体用去离子水进行洗涤,重复此步骤几次以去除杂质和未反应的试剂。

步骤4: 干燥将洗净的沉淀放入干燥箱中进行干燥。

温度和时间可以根据具体情况进行调整,一般在80-100摄氏度下持续几个小时。

步骤5: 制作pdf卡片将得到的干燥产物粉末均匀撒在透明玻璃片上,并利用塑料滴管将少量去离子水滴在上面,使其湿润。

然后使用玻璃搅拌棒轻轻搅拌,使粉末均匀分布并形成薄膜。

等待薄膜干燥后,即可得到碱式硝酸铜的pdf卡片。

3.3 实验结果与分析:制备完成的碱式硝酸铜的pdf卡片可以在光照下观察到不同颜色的反射和吸收特性。

通过对卡片进行光谱分析,可以进一步研究其红外和可见光区域的吸收峰值和波长范围。

这些结果可以帮助了解碱式硝酸铜在光催化应用等领域中的潜在性能,并为其进一步应用提供参考。

在实验过程中应该注意控制实验条件,确保理想的沉淀反应和洗涤效果。

此外,在制备pdf卡片时,要仔细处理材料以避免任何污染或损坏。

实验后还需要对所得结果进行系统记录和数据分析,以便于后续的相关讨论与研究。

以上是关于"碱式硝酸铜的pdf卡片实验步骤"的详细内容。

通过此实验步骤的描述,读者可以更好地了解和掌握制备碱式硝酸铜pdf卡片的过程,并了解其在光学和化学领域中的应用前景。

4. 碱式硝酸铜应用领域探讨4.1 光催化应用研究进展碱式硝酸铜作为一种具有光催化活性的材料,在光催化应用方面显示出潜力。

近年来,许多研究人员对碱式硝酸铜进行了深入研究,并探索了其在环境净化、水分解、有机合成等领域的应用。

首先,在环境净化方面,碱式硝酸铜可以通过光催化降解有机污染物。

研究表明,碱式硝酸铜可以有效地吸收可见光,并产生活性氧物种(ROS),如羟基自由基和超氧阴离子自由基。

这些ROS能够高效地降解有害物质,如重金属离子和有机染料,因此被广泛研究和应用于实际的废水处理中。

其次,在水分解方面,碱式硝酸铜也被广泛研究并应用于光电转换器件中。

使用碱式硝酸铜作为光阳极材料,可以将太阳能转化为可用的电能。

光电转换器件通常采用水作为氢源,并通过碱式硝酸铜的光催化活性将水分解为氢和氧气,从而产生可再生的燃料。

此外,在有机合成领域,碱式硝酸铜也展示了其催化有机反应的能力。

例如,碱式硝酸铜可以用于有机合成中的偶联反应、C-H活化和环加成等反应。

由于其良好的催化活性和选择性,碱式硝酸铜在有机合成中具有广泛的应用前景,并受到了业界和学术界的关注。

4.2 电化学储能领域中的应用潜力分析在电化学储能领域,碱式硝酸铜被认为是一种潜在的正极材料候选者。

其原因在于,碱式硝酸铜具有良好的导电性和良好的离子传导性能。

实验结果显示,碱式硝酸铜具有较高的比容量和较长的循环寿命,这使得它成为一种理想的正极材料。

另外,由于其相对较低的成本和丰富的来源,碱式硝酸铜也具有一定的经济优势。

这使得它在商业应用中具有潜力,尤其是在大规模储能系统中。

然而,需要注意的是,碱式硝酸铜在电化学储能领域的应用还处于早期阶段,并面临着一些挑战和限制。

例如,碱式硝酸铜与电解质溶液之间的相互作用仍需进一步研究和改进,以提高其在电池中的性能。

4.3 生物医学领域中的应用前景展望最近的研究表明,碱式硝酸铜也显示出在生物医学领域中的应用潜力。

一方面,碱式硝酸铜可以作为抗菌剂使用,具有抗菌活性和对抗生物膜形成能力。

这使得碱式硝酸铜成为一种可替代传统抗菌药物且不易引起细菌耐药性问题的新型材料。

另一方面,在生物成像方面,由于其特殊光学性质和较好的生物相容性,碱式硝酸铜也被认为是潜在的生物标记物料。

碱式硝酸铜纳米颗粒可以通过特定的修饰和包覆方法,用于生物体内的成像技术,并有望在诊断和治疗方面发挥重要作用。

然而,目前关于碱式硝酸铜在生物医学领域中应用的研究仍处于初级阶段,还需要进一步的研究和验证其效果。

对于其毒性和长期使用中可能存在的潜在风险也需要进行更深入的评估。

综上所述,碱式硝酸铜作为一种具有广泛应用潜力的材料,在光催化、电化学储能以及生物医学领域均展现出了良好的前景。

随着科学技术的不断发展和深入研究对其特性和应用机制的理解加深,相信碱式硝酸铜将会进一步推动相关领域的发展并得到更广泛应用。

5 结论通过本文的研究和概述,可以得出以下几个结论:首先,碱式硝酸铜是一种具有广泛应用前景的重要化合物。

其在光催化领域、电化学储能领域和生物医学领域等多个方面都具有潜在的应用价值。

其次,硝酸铜作为碱式硝酸铜的前身,在制备方法和性质方面已有较为成熟的研究。

利用不同的制备方法可以得到不同性质的碱式硝酸铜,并应用于各种领域中。

再次,pdf卡片作为一种新型的材料形态,具有许多特点和优势。

它可以提供大量信息存储空间,并且易于保存、传输和随身携带。

在碱式硝酸铜方面,pdf卡片可应用于实验记录、数据分析等方面,并在科研教育中起到重要作用。

此外,在实验步骤部分详解了使用pdf卡片制备碱式硝酸铜的实验流程,并对实验结果进行了分析。

实验证明了该方法可行且效果良好。

最后,在探讨碱式硝酸铜的应用领域时,本文重点关注了光催化、电化学储能和生物医学三个方面。

目前在这些领域中已经取得了一些研究进展,并且展望了未来可能的应用前景。

综上所述,通过对碱式硝酸铜的pdf卡片理论说明和实验步骤的详细分析,可以看出该化合物具有潜在的广泛应用价值。

未来随着科学技术的不断发展,相信碱式硝酸铜将在更多领域中发挥其重要作用。

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