络合沉淀法合成纳米氧化铜粉体及其性能表征
纳米CuO_Bi_2O_3粉体的制备及催化性能_蒋健
2005年第13卷合成化学V o.l 13,2005 第1期,45～48Ch i nese Journa l o f Synthe tic Che m istry N o .1,45～48 研究论文纳米CuO /Bi 2O 3粉体的制备及催化性能*蒋 健,林 深,刘春莲(福建师范大学化学与材料学院,福建福州 350007)摘要:以Cu (NO 3)2,Bi (NO 3)3和CO (NH 2)2为原料,用水解法并掺加添加剂直接制备出纳米Cu O /B i 2O 3粉体。
用F I -IR ,XRD 和TE M 对其组成、粒子大小、表面形貌进行表征。
结果表明,Cu O /B i 2O 3为类球形纳米粉体,粒度均匀,粒径20n m ～40n m 。
实验结果证明CuO /Bi 2O 3对合成丁炔二醇具有良好的催化活性和选择性。
关 键 词:粉体;纳米;B i 2O 3;Cu O ;均匀共沉淀法;丁炔二醇中图分类号:O614文献标识码:A文章编号:1005-1511(2005)01-0045-04Preparation and Cat alytic Activity of Cu O /B i 2O 3Nano -parti cles JI A NG Jian , LI N Shen , LI U Chun -lian(Co ll ege of Chem istry andM a teria l Science ,Fu jjian N o r m al U niversit y ,F uz hou 350007,Ch i na )Abst ract :CuO /B i 2O 3nano -particles we r e p r epared by a ne w m e t h od o f i m p r oved ho m ogeneous pr e -cipitation and we r e characte rized by FI -I R ,XRD and TE M.The expe ra m ental r e sults showed the grain size distri b ution of CuO /B i 2O 3nanoparticles w as w it h in a narr o w range (20nm ～40nm )and t h e CuO /B i 2O 3nano -pa rticles exh i b ited a good ca taly tic ac tiv it y for the sy sthesis of butynedio.l K eyw ords :particle ;nano m e tr e ;coppe r oxide ;bis m u t h ox i d e ;ho m ogeneous prec i p ita tion ;bu t y ne -d iol 纳米粉体材料是指粒径为纳米量级的超细粒子材料,其粒径尺寸处于微观粒子和宏观物体之间的过渡区域,具有体积效应、表面效应和量子效应等。
CuO纳米材料的可控合成初
CuO纳米材料的可控合成作者：刘欢指导教师：刘小娣摘要：纳米CuO 由于具有独特的电、磁和催化等特性, 受到了广泛关注。
本文综述了近年来纳米CuO 的制备方法及应用技术进展, 具体介绍了纳米CuO 的液相法、固相法和气相法制备技术; 同时, 还研究了纳米CuO 在不同领域的性质和应用；展望了今后的研究方向和前景。
关键词：纳米CuO；制备；性质；应用0 引言铜是与人类关系非常密切的有色金属，其氧化物——CuO有着广泛的应用，除作为制铜盐的原料外，它还广泛应用于其他领域：如在催化领域，它对高氯酸铵的分解，一氧化碳、乙醇、乙酸乙酯以及甲苯的完全氧化都具有较高的催化活性；在传感器方面，用CuO作传感器的包覆膜，能够大大提高传感器对CO的选择性和灵敏度；近年来，由于含铜氧化物在高温超导领域的异常特性，使CuO又成为重要的模型化合物，用于解释复杂氧化物的光谱特征。
纳米CuO因具有表面效应、量子尺寸效应和久保效应使其在电、磁、催化等领域表现出不寻常的特性。
如表面效应使其催化活性大大增强，量子尺寸效应使纳米CuO的红外光谱宽化、蓝移和分裂。
因此，纳米CuO的制备和应用研究近年受到广泛关注。
1纳米CuO 的制备方法纳米材料的制备方法根据物料状态可分为：固相法、气相法和液相法。
目前纳米CuO的制备方法已开发的主要有固相法和液相法，其中对液相法研究得较多。
1.1固相法1.1.1室温固相反应法固相反应法是指将金属盐或金属氧化物按照一定比例充分混合研磨后进行煅烧，直接制得纳米CuO粉体的方法。
洪伟良等[1]以醋酸铜和草酸为原料，采用低温固相配位化学反应法先合成出了前驱配合物草酸铜，再将前驱物高温热分解，得到粒径为20～30nm的纳米氧化铜粉体，但团聚较严重。
李东升等[2]以硝酸铜和碳酸氢铵为原料，利用室温固相反应制备出纳米级碱式碳酸铜粉体，经230℃焙烧后制得平均粒径为28nm的氧化铜纳米球，该产品大小均匀，但是纯度不高。
纳米CuO 的沉淀转化法制备与表征
* 基金项目 ：国家自然科学基金资助项目（ 50174016 ）
收到稿件日期 ：2007-04-03 通讯作者：储 刚 作者简介：储 刚 （ 1963－） ，男，博士 ，高级工程师，从事冶金物理化学专业。
2070
功
纳米 CuO 和前驱体 Cu(OH) 2 的 XRD 定性分析
能
材
料
表1
2007 年增刊（38）卷
[9~11] [6~8]
3
3.1
结果与讨论
前驱体 Cu(OH) 2 的 TGD-DTA 分析
由图 1 的 TGD-DTA 分析可见，Cu(OH)2 粉体从 128.16℃开始急速失重和吸热， 为其脱水生成 CuO 过程， 在 187.50 ℃达到低点，完成了 Cu(OH)2 到 CuO 的相变， 可见 200℃左右是其理想的生成 CuO 的控制温度点。
Temperature Difference/℃· mg· 10-1
2
2.1
实
验
实验原料
纳米 CuO 的制备
2.1.1
五水硫酸铜（分析纯） ，氢氧化钠（分析纯） ，无水 乙醇（分析纯） 。
图1 Cu(OH) 2粉体的 TGD-DTA谱图 Fig 1 TGD-DTA patterns of Cu(OH)2 powder
1
引
言
纳米材料的性能不仅取决于物质种类，而且与粒子 的结构和形貌有着密切联系。 只有实现对纳米材料微结 构的有效控制
[1,2]
， 才有可能进一步将其应用于微电子
器件等高科技领域中。鉴于上述原因 ，纳米材料的微结 构尤其是形貌控制成为当前材料科学研究的前沿与热 点
[3~5]
。
作为用途广泛的多功能无机材料，纳米 CuO 具有 独特的电、磁、催化特性，在气体传感、磁相转换、超 导以及催化等领域有着广泛的用途。常见的纳米 CuO 的 制备方法有溶胶-凝胶、络合沉淀法、室温固相法、超声 法、醇热法等 。纳米 CuO 的粒径介于 1～100nm，由 于具有表面效应、量子尺寸效应、体积效应以及宏观量 子隧道效应等，与普通 CuO 相比，在磁性、光吸收、 化学活性、热阻、催化剂和熔点等方面表现出奇特的物 理和化学性能，已引起人们广泛的关注，并成为用途更 广泛的无机材料之一。随着对纳米材料性质研究的深 入，推动了纳米材料制备技术的发展 。本工作采用 沉淀转化法制备了纳米晶体 CuO。 采用单线傅氏物理线 形分析法对不同热分解条件下制备的纳米 CuO 粉晶的 微观结构进行表征[12,13]。
络合沉淀法合成纳米氧化铜粉体及其性能表征
３２２ ．． Ｘ 射 线 衍 射 分析 不 同络 合 剂制 得 的 氧化铜 粉体 的 Ｘ 射线 衍 射 图如 图 ２ 由图 可以 看 出 ，产 品特 征 衍 射 峰 ， 的 ｄ值 与 标 准 衍 射 卡 ４ —５完 全 一 致 并 且 纯 度 很 高 ．其 衍 射 峰 尖 锐 ，说 明 其 结 晶 性 良好 ． １２ 由衍 射 峰 的 半高 峰 宽 （）根 据 Ｓ ｈｒ ｒ ， ｃｅｒ 公式 ： 口：ｋ ／ ｏＯ 以 计 算 出粉 体 平 均粒 径 ，如 ｅ Ａ Ｄｃｓ 可
Ｆｇ １ Ｇ－ Ａ ｃ ｒｅ ｆ ｕＯＨ ２ ｉ． Ｔ ＤＴ ｕ ｖｓ （ ） ｏＣ
３２ 产 品结 构性 能 表征 ． ３２１ 热 重 分 析 ．． 前 驱物 沉淀 的 煅烧 是合 成纳 米 Ｃ Ｏ 的重 要 一步 ，温 度过 低 ，时间 过 短 ，沉 淀 不 能完 全 ｕ 分 解 ． 度 过高 ，时 间过长 ， Ｃ Ｏ颗 粒会 增大 ．图 １ Ｃ （ ） 前 驱体 的 Ｔ — Ｔ 图－由 图 温 ｕ 是 ｕＯＨ ２ ＧＤ Ａ 显 示 Ｃ （ Ｈ ２在 １０ ４０ Ｃ左 右 有一 个 失重 段 ，相应 的 Ｄ Ａ 曲线上 有 一个 宽 吸 热 峰，说 明 ｕＯ ） ７— ０。 Ｔ
喷雾法操作要求较高固相法操作简单但容?引进杂质颗粒分布?均匀本文首次采用络合沉淀法制备纳米级氧化铜粉体研究了络合物稳定性对粉体粒径的影响并探讨了以硝酸铜氨水氢氧化钠为原?制备纳米氧化铜的工艺条件
维普资讯
第１ ６卷
第 ６期
无
机
材
料
学
报
Ｖｏ ． １ Ｎｏ．６ １ ６．
Ｎｏｖ ． ０ １ ＇ ２ ０
２０ ０ １年 ｌ １月
实验7--沉淀法制备纳米氧化锌粉体[资料]
![实验7--沉淀法制备纳米氧化锌粉体[资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/e5b57cc685254b35eefdc8d376eeaeaad1f31683.png)
实验七沉淀法制备纳米氧化锌粉体一、实验目的1、了解沉淀法制备纳米粉体的实验原理。
2、掌握沉淀法制备纳米氧化锌的制备过程和化学反应原理。
3、了解反应条件对实验产物形貌的影响，并对实验产物会表征分析。
二、实验原理氧化锌是一种重要的宽带隙(3.37 eV)半导体氧化物，常温下激发键能为60 meV。
近年来，低维（0维、1维、2维）纳米材料由于具有新颖的性质已经引起了人们广泛的兴趣。
氧化锌纳米材料已经应用在纳米发电机、紫外激光器、传感器和燃料电池等方面。
通常的制备方法有蒸发法、液相法。
我们在这里主要讨论沉淀法。
沉淀法是指包含一种或多种离子的可溶性盐溶液，当加入沉淀剂(如OH--，CO32-等)后，或在一定温度下使溶液发生水解，形成不溶性的氢氧化物、氧化物或盐类从溶液中析出，并将溶剂和溶液中原有的阴离子洗去，得到所需的化合物粉料。
均匀沉淀法是利用化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢均匀地释放出来。
而加入的沉淀剂不是立即在溶液中发生沉淀反应，而是通过沉淀剂在加热的情况下缓慢水解，在溶液中均匀地反应。
纳米颗粒在液相中的形成和析出分为两个过程，一个是核的形成过程，称为成核过程；另一个是核的长大，称为生长过程。
这两个过程的控制对于产物的晶相、尺寸和形貌是非常重要的。
制备氧化锌常用的原料是可溶性的锌盐,如硝酸锌Zn(NO3)2、氯化锌ZnCl2、醋酸锌。
常用的沉淀剂有氢氧化钠（NaOH ）、氨水（NH 3. H 2O ）、尿素（CO(NH 2)2）。
一般情况下，锌盐在碱性条件下只能生产Zn(OH)2沉淀，不能得到氧化锌晶体，要得到氧化锌晶体通常需要进行煅烧高温。
均匀沉淀法通常使用尿素作为沉淀剂，通过尿素分解反应在反应过程中产生NH 3 H 2O 与锌离子反应产生沉淀。
反应如下：O H NH CO O H NH CO 23222223)(⋅+→+ (1)OH -的生成：-++→⋅OH NH O H NH 423 (2)CO 32-的生成：O H CO NH CO O H NH 223422322++→+⋅-+ (3)形成前驱物碱式碳酸锌的反应：()↓⋅⋅→+++--+O H OH Zn ZnCO O H OH CO Zn 2232232243 (4)热处理后得产物ZnO ：()O H CO ZnO O H OH Zn ZnCO 22223232+↑+→⋅⋅ (5)本实验通过Zn(NO 3)2和NaOH 之间反应得到的Zn(OH)42-进行热分解反应制备了氧化锌纳米晶体。
纳米CuO制备与应用技术进展
纳米材料与结构Nanomater ial&Structure纳米CuO制备与应用技术进展罗明凤,李丽霞,杨 毅(南京理工大学化工学院,南京 210094)摘要:纳米CuO由于具有独特的电、磁和催化等特性,受到了广泛关注。
表面的高活性与电子的不饱和性,使得它极易团聚,限制了其应用。
综述了近年来纳米CuO的制备方法及应用技术进展,具体介绍了纳米CuO的液相法、固相法和气相法制备技术;同时,还介绍了纳米CuO在催化反应、常温脱硫、抗杀菌和气敏湿敏传感器领域的应用,以及在含能材料中的催化燃烧、能量释放等方面的应用;最后,分析认为可控制备技术和均匀分散技术、性能稳定问题等,仍然是纳米CuO以后研究的重点,认为纳米复合设计技术有望成为解决上述问题的重要手段。
关键词:纳米氧化铜;催化作用;传感器;抗菌作用;分散性中图分类号:TB383;TN304 21 文献标识码:A 文章编号:1671-4776(2010)05-0297-07Progress on the Preparation and Application of Nano-CuOLuo M ingfeng,Li Lix ia,Yang Yi(S chool of Chemical engineer ing,N anj ing Univer sity of Science and T echnology,N anj ing210094,China)Abstract:Nano-CuO has attracted considerable interest in many fields because o f the unique character istics on electricity,magnetism and catalysis.H owever,the high congregation tendency, resulted fr om the characteristics of high surface activity and instaur ation,lim its the application of nano-CuO.T he preparation methods and applications techno logies o f nano-CuO during the past few y ears are r ev iew ed.M any preparation techno logies fo r nano-CuO,such as liquid phase method,solid phase metho d and gas phase method,ar e introduced specifically.M any impo rtant application fields of nano-CuO on cataly sis,desulfidation,antibacterial action,as w ell as g as and wet sensors are mentioned.T he catalytic co mbustion and ener gy release o f nano-CuO on hig h energ etic materials ar e also intr oduced.Finally,some problems on the preparation and application of nano-CuO are analy zed and pr ospected.To improv e the pro perties o f nano-CuO and enlarg e its application fields,m any techno logies should be focused in the future,such as controllable preparatio n technolo gies,stable cataly sis and dispersibility technolog ies.N anom a-terials desig n and co mposite technolog y co uld be a potential metho d to reso lve the mentioned pro blems.Key words:nano-CuO;catalysis;sensor;antibacterial action;disper sibilityDOI:10.3969/j.issn.1671-4776.2010.05.007 PACC:6146收稿日期:2010-02-03基金项目:国家自然科学基金资助项目(50306008,50876046)通信作者:杨毅,E-mail:yyi301@0 引 言纳米粉体材料是指粒径为1~100nm的超细粒子材料,具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等常规大尺度粒子不具备的特性[1]。
纳米CuO粉体的制备及表征研究进展
纳米CuO粉体的制备及表征研究进展
武秀文;蒋欣
【期刊名称】《化工装备技术》
【年(卷),期】2004(025)004
【摘要】综述了近年来制备纳米CuO粉体的主要方法及其特点,介绍了纳米CuO 表征手段.
【总页数】4页(P46-49)
【作者】武秀文;蒋欣
【作者单位】东莞理工学院应用化学系;东莞理工学院应用化学系
【正文语种】中文
【中图分类】TQ131.21
【相关文献】
1.纳米CuO-SnO2气敏粉体的制备及气敏特性研究 [J], 范文玉;李晓超;王黎;姚慧;金飙
2.乙二醇中机械化学法制备纳米CuO粉体 [J], 彭秧锡;陈启元;刘士军;张海波
3.共沉淀法制备纳米CuO/Al2O3复合粉体 [J], 符学龙;丁红燕;戴起勋;韩晓萍
4.混合溶剂前体法制备纳米CuO粉体及其性能表征 [J], 李东升;王文亮;王尧宇;王继武;史启祯
5.纳米SnO2-CuO粉体的制备、表征及对环三次甲基三硝胺热分解的催化性能[J], 洪伟良;刁立惠;刘剑洪;赵凤起;田德余;王芳
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
纳米氧化铜直接沉淀法制备工艺改性研究
纳米氧化铜直接沉淀法制备工艺改性研究引言纳米氧化铜具有广泛的应用潜力，如催化剂、电化学传感器和能源储存等领域。
然而，传统的制备方法通常涉及到复杂的合成工艺和昂贵的原材料。
因此，研究人员一直努力寻找一种简单、高效、低成本的制备纳米氧化铜的方法。
本文将探讨纳米氧化铜的直接沉淀法制备工艺，并研究如何改性该工艺，以提高纳米氧化铜的性能。
基本工艺流程纳米氧化铜的直接沉淀法制备工艺主要包括以下几个步骤：1.原料准备：将铜盐（如硫酸铜）溶解在适量的溶剂中，获得铜离子溶液。
2.沉淀制备：将化学沉淀剂（如氢氧化钠）逐滴加入铜离子溶液中，发生沉淀反应得到氧化铜颗粒。
3.沉淀处理：将沉淀物进行洗涤、过滤、干燥等处理步骤，获得纯净的氧化铜颗粒。
4.表征分析：通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等分析手段对制备的氧化铜颗粒进行形貌和结构表征。
工艺改性方法工艺参数调节通过调节制备工艺中的参数，可以改变纳米氧化铜的形貌和颗粒大小。
例如，可以调节添加剂的浓度、沉淀剂的滴加速度和温度等参数来控制纳米颗粒的生长过程。
此外，还可以调整沉淀反应时间和pH值等参数，以进一步优化纳米氧化铜的性能。
表面改性纳米氧化铜的表面改性可以通过表面修饰剂的引入来实现。
一种常见的方法是在沉淀过程中添加有机分子（如有机酸、有机胺等）或无机物（如阳离子表面活性剂）来调控纳米颗粒的表面性质。
这些表面改性剂可以改变纳米颗粒的分散性、稳定性和表面电荷等特性，从而影响纳米氧化铜的性能。
合金化改性通过与其他金属或非金属元素合金化，可以改善纳米氧化铜的性能。
合金化改性可以提高纳米颗粒的稳定性、导电性和催化活性等。
常用的合金化方法包括物理混合法、原位合成法和共沉淀法等。
表征和性能测试对改性后的纳米氧化铜进行表征和性能测试是评价改性效果的关键步骤。
通过SEM和TEM观察纳米颗粒的形貌和结构，可以判断工艺改性对纳米氧化铜的颗粒大小和分散性的影响。
氧化铜纳米微粒的制备方法
作 简便 原料 易得 生 产成 本低 产 物 纯度 高等 特
点 李 冬 梅 等l 以硝 酸 铜为 原 料 , 分别 选 择 氨 ] 9 水 柠 檬 酸 乙二 胺 为 络 合 剂 , 用 络 合 沉 淀 法 制 备 纳米氧 化铜粉体 在一定 温度和充分 搅拌 的条件 下 , 向硝 酸 铜 溶 液 中缓 慢 滴 加 络 合 剂 , 生 成 铜 络 合 物 ,然后在 不断搅拌 的情况下 ,滴加 沉淀 剂氢氧化 钠 ,反应完 全后抽滤 ,将 沉淀洗涤 干燥 热处理后 得到纳 米氧化 铜粉体
4 .1 加 深 对 纳 米 氧化 铜 制 备 机 理 的 研 究
是将 氢氧 化钠 的无水 乙醇溶液在 氢气保护 下加人
淀 剂 生 成 沉 淀 后 , 再 向 沉 淀 中加 入 一 定 量 的 沉 淀 转 化 剂 , 加 热 回流 , 使 原 来 的沉 淀 转 化 为 氧 化 铜 沉
淀 ,再将 沉淀 物过滤 洗 涤 干燥 , 得到纳 米氧化铜
的 方 法 与 其 他 沉 淀 法 相 比 , 沉 淀 转 化 法 省 略 了前 驱 体 热 分 解 的 过 程 , 可 直 接 从 溶 液 中制 得 产 物 , 从
淀剂 , 将二 者混合成均 相溶液后 , 转移至 高压 釜 中
的铁 氟 龙 晶 化 瓶 中 , 在 14 0 ! 下 晶 化 4 h 后 自然 冷 0
却 , 洗涤
粒
干 燥 后 得 到 晶 形 良好 的 氧 化 铜 纳 米 颗
反 复洗 涤后 , 用 乙醇 浸泡数 小时 , 过滤 干燥 , 得 到
直 径 为 2 一10nm , 长 度 为 0 .1 一 的 氧 化 铜 纳 米 纤 Zm 维 2 .1 .3 络 合 沉 淀 法 络合沉 淀法 中 , 铜盐不 是直接 和沉淀 剂发生 反应 , 而是通 过先与 络合剂反应 生成络合 物 , 再 和 沉淀 剂反 应得 到 沉淀 物 , 然后将 沉 淀物 过 滤 洗 涤 干燥 热 分解 ,得 到纳米氧化铜 此 方法具有操
氧化铜纳米粉体的制备工艺研究
氧化铜纳米粉体的制备工艺研究李群;王宝和;夏良志;于才渊【摘要】以三水硝酸铜为反应物，氨水为络合剂，氢氧化钠为沉淀剂，乙醇水混合溶液为反应溶剂，聚乙二醇为分散剂，采用络合沉淀法，成功制备出平均粒径约20nm的氧化铜单晶纳米粉体。
通过单因素实验和正交实验考察了硝酸铜溶液初始浓度、反应温度及氢氧化钠与硝酸铜物质的量比等因素对产物粒径大小的影响，利用x射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和红外光谱仪（FT-IR）等对产物进行表征分析。
研究结果表明，影响其粒径大小主要因素的主次顺序依次是：反应温度，硝酸铜溶液初始浓度及氢氧化钠与硝酸铜的物质的量比；优化制备工艺条件为：反应温度70℃，硝酸铜溶液初始浓度0．3mol／L，氢氧化钠与硝酸铜的物质的量比3：1，氨与硝酸铜的物质的量比5：1；氧化铜纳米粉体的红外吸收峰出现了红移和蓝移同时并存的反常现象。
%Using Cu （NO3 ）2 3 HzO as reactants, ammonia as complex agent, sodium hydroxide as precipita- tor, and polyethylene glycol as dispersant, ethanol and distilled water as solvent, copper oxide single crys- tal nanopowders which have average diameter about 20 nm are prepared by complex precipitation method. Mono -factor experiments and muhifactor orthogonal experiments are adopted to explore the influences of these factors, such as, the initial concentration of Cu （ NO3 ） 2, reaction temperature, molar ratio of sodium hydroxideand copper ion etc. on diameter of copper oxide nanopowders. And transmission electron micro- scope （TEM） and fourier transform infrared spectroscopy （FT -IR） , X -ray diffraction （XRD） are used to characterize and analyze the morphology, structure and property ofproducts prepared. The experiment result shows that the diameter of copper oxide nanopowders is mostly influenced by reaction temperature, concentration of copper nitrate, ratio of sodium hydroxide and copper ion. The optimum conditions prepar- ing copper oxide nanopowders are as follows： reaction temperature 70 C, concentration of copper nitrate O. 3 mol/L, molar ratio of sodium hydroxide and copper nitrate 3 ： 1, molar ratio of ammonia and copper ion 5 ： 1. FT - IR absorption spectrum declares that copper oxide nanopowders are characterized by both red and blue shift anomaly【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2012(000)013【总页数】5页(P31-35)【关键词】氧化铜;络合沉淀;纳米粉体;正交实验【作者】李群;王宝和;夏良志;于才渊【作者单位】大连理工大学化工学院,辽宁大连116024;大连理工大学化工学院,辽宁大连116024;大连理工大学化机学院,辽宁大连116024;大连理工大学化工学院,辽宁大连116024【正文语种】中文【中图分类】TQ131.21与普通氧化铜粉体相比，氧化铜纳米粉体具有许多奇特的物理化学性质。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
２ 实验
２ｉ 试 剂 和 仪 器 ．
试剂 ： Ｃ （ ３ ， ａ ， ｕＮ０ ） Ｎ ＯＨ 氨水 ，柠檬 酸 ，乙二胺 ，草酸 ，所 用试 剂 均 为分 析 纯 ．仪 器 ： ２ 日本 理 光 公 司 Ｍ１Ｘ０ ８ 型 ｘ 射 线 衍 射 仪 ， 日本 Ｈ ６ ０型 透 射 电镜 ，美 国 Ｐ 公 司 ＴＧＡ一 －０ Ｅ ７型
反 应 温 度 对 原 料 的 利 用 率 及 产 品 的 质 量 都 能 产 生 影 响 ．温 度 过 高 ，会 使 浓 氨 水 损 失 量 增 大 ， 络 台 反 应 不 完 全 ． ２—５ 。 的 实 验 结 果 表 明 ，此 范 围 内 氧 化 铜 粒 子 大 小 无 明 显 区 别 ０ ０ｃ
维普资讯
１Ｏ ２８
无
机
材
料
学
报
１ ６卷
先 将 Ｃ （ Ｏａ 配 成浓 度 为 ０ ｍｏ Ｌ的溶液 ，在 一 定温 度和 充分搅 拌的 条 件 下，缓 慢 滴 ｕＮ ） ２ ． ｌ ５ ／ 加络 合 剂 ．逐 步 生 成铜 络合 物 ．然 后 在不 断 搅拌情 况 下 ，滴 加沉 淀剂 ．反 应完 全 后抽 摅 ，沉 淀先 用 蒸馏 水 洗 涤 ，再用 乙醇 洗 涤 ，经 ８ 。 ０Ｃ真 空干燥 ２ ， 热 处理得 到 纳 米 Ｃ Ｏ粉 体 －不 ｈ再 ｕ
粉 体 热 处 理 温 度 为 ４ ０ Ｃ ２。 ．
３２２ ．． Ｘ 射 线 衍 射 分析 不 同络 合 剂制 得 的 氧化铜 粉体 的 Ｘ 射线 衍 射 图如 图 ２ 由图 可以 看 出 ，产 品特 征 衍 射 峰 ， 的 ｄ值 与 标 准 衍 射 卡 ４ —５完 全 一 致 并 且 纯 度 很 高 ．其 衍 射 峰 尖 锐 ，说 明 其 结 晶 性 良好 ． １２ 由衍 射 峰 的 半高 峰 宽 （）根 据 Ｓ ｈｒ ｒ ， ｃｅｒ 公式 ： 口：ｋ ／ ｏＯ 以 计 算 出粉 体 平 均粒 径 ，如 ｅ Ａ Ｄｃｓ 可
４ｎ 分散性好 、 率高． ０ ｍ， 收
关 键 词 ： 络合 沉 淀 法 ｉ纳 米 粉 体 ；氧 化 铜 文 献 标 识 码 ：Ａ 中 图 分 类 号 ：ＴＢ ８ ３３
Ｉ 引言
高 性 能 材 料 的 广 泛 应 用 越 来 越 取 决 于 对 组 成 材 料 颗 粒 的 大 小 和 形 貌 的 控 制 ．氧 化 铜 粉
８ ０ １０Ｅ ０ ８ ０ ６０ －
辞、
兰 ∞
当４ ０
２ ０
络 合 沉 淀 法 合 成 纳 米 氧 化 铜 粉 体 及 其 性 能 表 征
李 冬 梅 ， 夏 熙
（ 疆大 学应 用化 学 研 究 所， 乌鲁未 齐 ８０４） 新 ３ ０ ６
摘 要 ： 以 Ｃ （ ３２为 原 料 ，采 用 络 合 沉 淀 法 合 成 了 纳 米 级 Ｃ Ｏ 粉 体 并 对 产 品 结 构 性 ｕＮ０ ） ｕ
热 重 分析 仪 ．
２２ 合 成 方 法 ．
收 稿 日期 ， ０ ０ １ － １ ２ ０ － ２ ２ ，收 到 修 改 稿 日期 ；２ ０ ２ ２ ０ １ ０ ７
基 盘 项 目 ｔ 国家 自然科 学基 金 （９６ ０ ２ ２９３０ ） 作 者 简 开 ｔ 李 冬 梅 （９ ５ ， ，硬 士 ，讲师 ． １ ６ 一） 女
蚕 蕊
维普资讯
６期
李 冬 梅 ，夏 席 ：络 台 沉 淀 法 合 成 纳 米 氧 化 铜 粉 体 及 其 性 能 表 征
１０ ２９
Ｃ （ Ｈ） 的 分解 主要 发 生 在 这 一 阶段 ， ４ ０Ｃ几 乎 分解 完全 ．因此 ．本 实验 选 择 Ｃ （ ） ｕＯ ２ ０。 ｕＯＨ ２ 热处 理 温度 为 ４ ０ Ｃ 时间 为 ２ ． 氧化铜 分解 为 氧化铜 理论 失重率 为 １．％． 际失 重率 为 ０。 ｈ氢 ８ ３ 实 １ ．％， 能 是 样 品 含 有 少 量 吸 附 水 所 致 ．依 据 Ｃ Ｃ￣ ９７ 可 ｕ Ｏ４粉 体 ＴＧ ＤＴ 图 （ 略）选 择 Ｃ Ｃ Ｏ４ — Ａ 图 ． ｕ ２
Ｆｇ １ Ｇ－ Ａ ｃ ｒｅ ｆ ｕＯＨ ２ ｉ． Ｔ ＤＴ ｕ ｖｓ （ ） ｏＣ
３２ 产 品结 构性 能 表征 ． ３２１ 热 重 分 析 ．． 前 驱物 沉淀 的 煅烧 是合 成纳 米 Ｃ Ｏ 的重 要 一步 ，温 度过 低 ，时间 过 短 ，沉 淀 不 能完 全 ｕ 分 解 ． 度 过高 ，时 间过长 ， Ｃ Ｏ颗 粒会 增大 ．图 １ Ｃ （ ） 前 驱体 的 Ｔ — Ｔ 图－由 图 温 ｕ 是 ｕＯＨ ２ ＧＤ Ａ 显 示 Ｃ （ Ｈ ２在 １０ ４０ Ｃ左 右 有一 个 失重 段 ，相应 的 Ｄ Ａ 曲线上 有 一个 宽 吸 热 峰，说 明 ｕＯ ） ７— ０。 Ｔ
表 １所 示 ． ３２３ 透 射 电 镱 分 析 ．．
以 不 同络 合 剂 制得 的 Ｃ Ｏ 粉 体 的 Ｔ Ｍ 照片 见 图 ３ 三 种 络 台 剂 制得 的 Ｃ Ｏ 粉体 均 为 ｕ Ｅ ． ｕ 球 形 ，由 图 ３可 见 ，三 种 样 品 的 粒 径 在 ４ ￣６ｎ 之 间 ，其 分 散 性 以 ａ与 Ｃ样 较 好 ．以 氨 水 和 ０ ０ｍ 柠檬 酸 为络 合 剂制 备 的纳 米 Ｃ Ｏ 粉体 粒径 基 本相 同，但 由于 以氨水 为 络合 剂 制 备纳 米 Ｃ Ｏ ｕ ｕ 粉 体 成 本较 低，适 宜于 工 业化 生产 ，故 本文 探索 了 以氨水 为 络合 剂 的制 备 条 件 ．
同 反 应 剂 见 表 １所 示 ．
衰 ｌ 不 同 络 台 剂 对 粉 体 粒 径 的 影 响
Ｔａｂｌ Ｅｆｅｃ ｆｖａ ｉ ｅ １ ｆ ｔ ｏ ｒ ｏｕｓ ｃ ｍ ｐｌ ｘｌ ｏ ｅ ｎｇ ｇｅ ａ ｎｔ ｏｎ ｒｔｃ ｅ ｓ ｚ ｓ ｐａ ｉ ｌ ｉ ｅ
鞋 睡 ＿ ＿
维普资讯
１１ ２０
无
机
材
料
学
报
ｌ ６卷
（ 均粒 径 ４ ｎ ； ３ 。 平 ０ ｍ） 而 ０ Ｃ时 收率 最 大 ，结果 如 图 ５ 示 ．因此 ， ３ 。 所 ０Ｃ为最 佳反 应 温度
８ Ｏ ７ ８
７ ６ ７ ４ ７ ２ ｌ Ｏ０
图 ３ 不 同 络 合 剂 制 得 的 Ｃｕ 粉 体 的 ＴＥ 像 Ｏ Ｍ
Ｆｉ ．３ ｇ Ｔ ＥＭ ｍ ａ ｅ ｆｎａ ｏ ａ ｅＣｕＯ ｂｔ ｉ ｅ ｉｈ ｄ ｆｅ ｅ ｔ ｃ ｍ ｐｌｘ ｎ ｇｅ ｔ ｉ ｇ ｓ ｏ ｎ ｐｈ ． ｓ ｏ ａｎ ｄｗ ｔ ｉ ｒ ｎ ｏ ｅ ｉｇ ａ ｎ ｓ
能 进 行 了 表 征 ．探 讨 了 氨 水 ，柠 檬 酰 ， 乙二 胺 三 种 不 同 络 合 荆 对 粉 体 粒 径 的 影 响 ，三 种 络 合 剂 得 到 粉 体 平 均 粒 径 在 ４ ￣６ ｎ 之 间 ， 粉体 的粒 径 随 着 络 和 物 稳 定性 的 增 加 而 增 大 ． 获 得 了 以 ０ ０ｍ 氨 水 为 络 合 剂 制 备 纳 米 氧 化 铜 粉 体 的 最 佳 工 艺 条 件 ，以 氨 水 为 络合 荆所 得 Ｃｕ 粉 体 平 均 粒 径 Ｏ
ａ：Ｃｉｒｃ ａ ｄ；ｂ：Ｅｔ ｅ ａ ｉ ；ｃ ｔ ｉ ｃｉ ｈｙｌｎｅｄｉ ｍ ｎｅ ：Ａ ｍ ｍ ｏｎｉ ａ ｗ ａ ｅ ｄ ｔｒ
３３ 以 氨 水 为 络台 剂 合成 纳 米 Ｃｕ 粉 体 的 条件 ． Ｏ
３３１ 反 应 物 配 比 的 影 响 ．．
考 虑 到此 反应 是 由络 合物 到 沉淀物 的一种 转化过 程 ． 合物 有一 定 的稳 定性 ． 了使 反 络 为 应 进行 完 全 ， Ｎａ Ｈ 乙醇 溶液 必 须过 量．在其 他 条件 一定 的情 况 下 选择 Ｃ （ Ｏｓ￣ Ｎ ＯＨ Ｏ ｕＮ ） 与 ａ 之 比 为 ： １１、 １２， １３、 １４分 别 实 验 ， 结 果 如 图 ４所 示 ． 由 图 可 知 ，配 比 为 １３时 产 率 ： ： ： ： ： 已接 近 最高 ，从 产率 和 原 料 的消 耗综 合考 虑 ． １ ： 最佳 配 比． ３为 ３３２ 反 应 温 度 的 影 响 ．．
应大 些 ．
２０
３０
柏
５０
∞
ｊ （） 目。
图 １ 样 品 的 ＴＧ． Ａ 图 ＤＴ
图 ２ 氧 化 铜 粉 体 的 ＸＲＤ 图
Ｆｉ ．２ ｇ ＸＲ Ｄ ａ ｔ ｒ ｓｏ ａ ｏ ｐ ｔｅ ｎ ｆｎ ｎ ｐｈａ ｅ ＣｕＯ ｏ ｄ ｒ ｓ ｐ ｗ ｅｓ
ａ： ｈ ｌ ｎ ｉ ｍ ｉ ｅ ｂ：Ｃｉ ｒ ｃ ｄ ｃ Ｅｔ ｙ ｅ ｅ ｄ ａ ｎ ； ｔ ｉ ａ ｉ ； ：Ａｒ ｃ ｍｎｏ ｎｉ ｔ ｒ ｎ ａ ｗａ ｅ
３ 结 果 和 讨 论
３１ 不 同络 台 剂 的 影响 ．
本实验选择氨水、柠檬酸、乙二胺三种络合剂与 Ｃ （Ｏ ） ｕＮ ￣ ２分别生成 Ｃ （Ｈ） 、 ｕＮ ａ ￣
Ｃ Ｃｔ 、 ｃ （ ｎ 络 离 子 ，他 们的 稳定 常 数 ｌ ｕｉ 一 ｕＥ ） ｇ 分 别 为 １． ２ ６、 １ ． ８ ８０和 ２ ．． １ 实验 结 果 ０ 表 明纳 米 氧 化铜 粉 体 的粒径 随着 络合 物 的 稳定 性增 加而 增大 ，这 是 由于铜 络 离 子 与 沉 淀剂 反应 时 ，如 果 铜 络 离子 稳定 常数 越 大 ，络离子 的稳 定 性越 强，则 络离 子 转 化 为 沉 淀 的速 率 越 慢 ，使 得 成 核 所 需 的过 饱 和 度 越 小 ．过 饱 和 度 小 ，生 长 速 率 占 优 势 ，不 益 于 在 溶 液 中 析 出 细 小 的 晶 粒 【．将 前 驱 体 （ 淀 物 ） 一 定 的 温 度 下 热 处 理 ，得 出 产 物 Ｃ Ｏ 粉 体 的 粒 径 也 相 ３ ］ 沉 在 ｕ
体 广泛 地 用 于 玻璃 、催化 剂 、载 体 及 电极 活性 材料 【 等 领 域 ．粒 子 的超 细 化 ，可 以显 著 的 Ｊ 改 善氧 化 铜 的 应用 性 能 ． 文献 报道 制备 纳 米 氧化铜 的 方法 有喷雾 法 、固相 合 成法 【 等 ． 】 喷雾 法操 作要 求较 高 ， 固相 法 操 作简 单 ， 容 易 引进 杂质 ，颗粒 分 布不均 匀 本文 首次 采 用络 合 沉淀法 制 备 纳 米级 但 氧 化铜 粉体 ，研 究 了 络合 物 稳 定性 对 粉体 粒径 的影 响 ，并探 讨 了 以硝 酸铜 、 氨水 、氢 氧 化 钠 为 原 料 制 备 纳 米 氧 化 铜 的 工 艺 条 件 ．络 合 沉 淀 法 中 ，硝 酸 铜 不 是 直 接 和 沉 淀 剂 反 应 而 是 通 过 由 硝 酸 铜 生 成 的 络 合 物 与 沉 淀 剂 反 应 ，络 合 物 转 化 成 沉 淀 是 整 个 反 应 的 控 制 步 骤 ， 因 而 不 会 造 成 溶 液 中 反 应 物 浓 度 的 局 部 过 高 ．构 晶 离 子 均 匀 的 分 布 在 溶 液 的 各 个 部 分 ， 因 此 ，能够 确保 在 整个 溶液 中均 匀 的分 布 生 成 沉 淀 ．此 方 法 操 作 简 便 、原 料 易 得 、生 产 成 本 低 、产 物 纯 度 高