水合肼化学还原硫酸铜制备纳米铜粉的研究
制备铜粉实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 掌握制备铜粉的原理和方法。
2. 了解铜粉的物理和化学性质。
3. 培养实验操作技能和实验数据分析能力。
二、实验原理铜粉的制备主要通过化学还原法，即利用还原剂将铜的化合物还原为铜单质。
本实验采用氧化铜与氢气反应制备铜粉，反应方程式如下：CuO + H2 → Cu + H2O三、实验仪器与试剂1. 仪器：烧杯、玻璃棒、酒精灯、坩埚、铁夹、砂纸、电子天平、烘箱、研钵、漏斗、滤纸等。
2. 试剂：氧化铜（CuO）、氢气、硫酸、氢氧化钠、无水乙醇等。
四、实验步骤1. 准备实验材料：将氧化铜研磨成粉末，过100目筛，备用。
2. 配制氢气：将氢气发生器连接到实验装置，通入氢气，排尽装置内的空气。
3. 加热氧化铜：将氧化铜放入坩埚中，用酒精灯加热至氧化铜开始熔化。
4. 通入氢气：在氧化铜熔化过程中，持续通入氢气，直至反应结束。
5. 停止加热：反应结束后，停止通入氢气，继续加热至坩埚冷却。
6. 洗涤：将反应后的产物用硫酸、氢氧化钠、无水乙醇依次洗涤，以去除杂质。
7. 烘干：将洗涤后的产物放入烘箱中，烘干至恒重。
8. 研磨：将烘干后的产物研磨成粉末，过100目筛，得到铜粉。
五、实验数据记录与处理1. 称量：称取一定量的氧化铜，记录其质量。
2. 计算产率：根据实验数据，计算铜粉的产率。
产率 = （铜粉质量 / 氧化铜质量）× 100%3. 分析铜粉的物理和化学性质：观察铜粉的颜色、形状、粒度等，并用X射线衍射仪分析其晶体结构。
六、实验结果与分析1. 实验产率：根据实验数据，计算得到铜粉的产率为85%。
2. 铜粉的物理性质：制备的铜粉呈黑色，颗粒均匀，粒度为100目。
3. 铜粉的化学性质：经X射线衍射分析，铜粉为面心立方晶系，与铜的标准衍射峰吻合。
七、实验结论1. 本实验成功制备了铜粉，产率为85%。
2. 制备的铜粉具有良好的物理和化学性质，可用于电子、涂料、催化等领域。
八、实验注意事项1. 实验过程中，注意安全操作，避免氢气泄漏。
酸性蚀刻废液制备纳米铜粉及其稳定性研究
的存 在 下 ， 接 还 原 难 以 得 到 高 纯 度 的 铜 粉 。介 绍 了 直
３ 结 果 与 分 析
３ １ 直接还 原蚀 刻 废液 氯离 子的 影响 ．
稳 定性进行 了比较 分析 。
关键 词 ： 酸 性蚀刻 废液 ； 纳米 铜粉 ； 氯离子 ； 稳定 性 中图分类号 ： Ｏ６ ４ １ 文献标 识码 ： Ａ
文章 编号 ：０ １９ ３ 【 ０ ７ ０ —９ ６０ １０ — ７ １ ２ ０ ） ６０ ８ —３
１ 引 言
随着 电子 工业 的 发展 ， 刷线 路 板 加 工 过程 中铜 印 蚀刻废 液排放 量 日益 增 大 。废 液 含 铜 量 达 ｌＯ ／ 以 Ｏ ｇＬ 上， 如不 能很好 回收利用 ， 将导 致铜 资源 的 大量 流 失和
该铜粉 可用 于制备 导 电涂 料或 电磁 屏蔽 材 料 等 的导 电 填料 － ｌ。 ｏ
样 品洗 涤过 程 中 Ｃ Ｃ 的水 解 ［］ ｕｌ １ 所致 ， 二 可 能是 新 １ 其 制备 的铜粉 粒 径小 ， 具有 较强 的吸 附活性 ， 吸附 活性 较 高的 氯离子 ， 降低 了金属 粉体 的耐 腐蚀性 ， 致水 中溶 导
图 ｌ ｌ２ 、 样 品的 Ｘ 射线衍 射 图谱
Ｆｉ ｇ ｌＸＲＤ ａ ｔ ｒ ｓｆ ｒｓ ｍ ｐ ｅ ｉｅ ｔｙ ｄ ｏ ｉ ｉｅ ｙ ｐ ｔ ｅ ｎ ｏ ａ ｌ ｓｄ ｒ ｃ ｌ ｅ ｘ ｄ ｚ ｄ ｂ ｚｎ ｎ ｙ ｒ ｚ ｎ ｙ ｒ ｔ ｉ ｃａ ｄ ｈ ｄ ａ ｉ ｅ ｈ ｄ ａ ｅ
备铜粉 ， 产品标记为 ｌ２ 方法 ２ 稀释蚀刻废液， 、 ； ： 加入 定量 的氨 水 ， 氢 氧 化 钠 调 节 溶 液 的 ｐ 值 ， 入 用 Ｈ 加 Ｐ 。再用 水 合 肼 溶 液 还 原 制 备 铜 粉 ， 品 标 记 为 ＶＰ 产
化学液相法制备纳米铜粉的工艺及应用进展研究
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald108①课题来源：辽宁省大学生创新项目（项目编号：S1701033）。
作者简介：刘毓涵（1996，8—），女，汉族，辽宁鞍山人，本科生在读，研究方向：纳米材料的制备合成。
通讯作者：姜妲（1978，10—），女，汉族，吉林图们人，博士，副教授，硕士生导师，研究方向：纳米材料和功能材料， E-mail：jiangda@。
DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.26.108化学液相法制备纳米铜粉的工艺及应用进展研究①刘毓涵 姜妲* 黄智恒 王宁 曲日壮 乔森荣(沈阳航空航天大学材料科学与工程学院 辽宁沈阳 110136)摘 要：纳米铜粉由于具有优异的物理、化学方面的性质，且有着比其他贵金属如银粉等低廉多的价格，被广泛应用在各个领域。
它的性能极大地依赖于其合成方法，本文就不同的化学液相法制备纳米铜粉进行了综述，重点列举了微乳液法、液相热解法、液相沉淀法、液相还原法等，进一步对其在催化剂、润滑剂、航空领域等方面的发展前景进行了展望。
关键词：纳米铜粉 化学液相法 应用中图分类号：TB34 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)09(b)-0108-02目前，纳米铜粉的制备方法多种多样，有固相法、液相法、气相法等，其中液相法由于具有设备易于操作、工艺流程短、工业化生产成本低等特点，因此该方法为制备纳米铜粉的常用方法，该法也成为实验室和工业上应用最为广泛的方法。
本文就近几年国内外对纳米铜粉的制备方法和纳米铜粉的应用前景进行了综述。
1 化学液相法制备纳米铜粉1.1 微乳液法微乳液法在微乳液中合成超细颗粒具有一些独特的优点，在微乳液中，可以通过控制胶束及“水池”的形态、结构有效地控制超细纳米粒子的形貌和尺寸，由于颗粒表面包裹一层表面活性剂，因此粒子间不易聚结，有较好的稳定性。
低温液相法制备铜及氧化亚铜
低温液相法制备铜及氧化亚铜于洪枫;孙芳;王学文;陈荣浩;张悦【摘要】在碱性条件下,以硫酸铜为铜源,水合肼为还原剂,利用常温液相合成法制备了金属铜和氧化亚铜纳米材料.通过控制变量法,研究反应时间、水合肼的量对生成物的影响,并采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对样品进行表征.实验结果显示:反应时间短,水合肼用量少,有利于氧化亚铜的生成;反应时间长,水合肼用量多,有利于单质铜的生成.【期刊名称】《哈尔滨师范大学自然科学学报》【年(卷),期】2015(031)005【总页数】3页(P73-75)【关键词】纳米材料;液相法;硫酸铜【作者】于洪枫;孙芳;王学文;陈荣浩;张悦【作者单位】牡丹江师范学院新型碳基功能与超硬材料省重点实验室;牡丹江师范学院新型碳基功能与超硬材料省重点实验室;牡丹江师范学院新型碳基功能与超硬材料省重点实验室;牡丹江师范学院新型碳基功能与超硬材料省重点实验室;牡丹江师范学院新型碳基功能与超硬材料省重点实验室【正文语种】中文【中图分类】O614.1210 引言铜(Cu)纳米粉体由于具有比表面积大、电阻小、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等特点，使其具有与常规材料不同的一些新特性，在固体润滑剂、电子浆料、陶瓷材料和化工催化剂等材料的制备中有广泛应用［1-4］.同时，纳米铜粉具有很好的吸附性能，可以作为粘结剂的添加剂;在生物工程中，纳米铜粉可用作细菌的过滤器等［5］.其中氧化亚铜(Cu2O)是一种重要的无机化工原料，在涂料、玻璃、农业以及工业催化等领域具有广泛的用途［6-9］，还可用作半导体光催化剂［10］、光电子转换材料［11］、锂离子电池的负极材料［12］，太阳能电池吸收层材料［13］等.可见，铜系纳米材料表现出的不同于宏观块体材料的物化性质，使其具有极大的应用潜力.另外，铜具有含量丰富、价格低廉、毒性小的优点，为铜系纳米材料的研究应用提供了坚实的经济和环境基础.近年来，人们已经能够利用多种方法实现对纳米材料的控制合成，然而高性能纳米材料的制备往往对合成条件有很高的要求，普遍存在高成本、低产量的现象，这就在某种程度上限制了纳米材料工业和商业化的进展.因此，如何降低生产成本，研发设计新的合成工艺，做到方便快速、简单易行的实现对纳米材料的制备，是当今纳米材料学科发展需要突破的新方向.该文利用简单的液相反应，以硫酸铜和氢氧化钠为原料，以水合肼为还原剂，在常压低温条件下通过沉淀法制备出单质铜及氧化亚铜纳米材料，从而探讨具有快速高效、简单易行、有利于实际应用的合成方法.1 实验部分1.1 主要试剂硫酸铜(CuSO4)，水合肼(N2H4·H2O)，氢氧化钠(NaOH)等化学试剂均为分析纯，所有试剂均没有进一步纯化.1.2 实验步骤室温下，在一定浓度的 CuSO4溶液(0.06 mol/L)中，快速搅拌的同时加入一定浓度的NaOH溶液，然后再加入25%的N2H4·H2O溶液，反应一定时间后，将产物水洗、抽滤，并在50℃烘箱中烘干，研磨收集.通过控制N2H4·H2O的量，可以分别得到Cu2O和Cu纳米材料.1.3 表征方法(1)X射线衍射(XRD)测试:采用Rigaku D/max- Ш B 型衍射仪，Cu Kα(λ=1.5406 Å)靶.通过对样品的衍射峰的位置和强度进行归一化后与标准粉末衍射PDF卡片JCPDS进行比较，可以获得样品的晶相，从而实现样品的定性分析. (2)扫描电子显微镜(SEM)测试:采用HITACHI S-4800型仪器进行样品形貌的分析.2 结果与讨论在实验过程中，利用简单的水相还原反应，在室温下制备出了Cu和Cu2O纳米粒子，并分析各种实验条件对样品的结构和形貌的影响.2.1 水合肼用量对产物的影响当CuSO4溶液浓度一定(0.06 mol/L)以及反应时间一定(10 min)时，加入不同量的水合肼进行反应.首先，利用XRD对所得样品的组成结构进行了表征，图1是不同量水合肼所得样品的XRD 谱图:曲线 a为0.5 mL，b 为 1.0 mL，c为2.0 mL，d 为 4.0 mL.从图中，可以得知:当水合肼的量为0.5 mL和1.0 mL时，产物为Cu2O;当水合肼的量为2.0 mL时，产物为Cu2O和Cu的混合物;当水合肼的量为4.0 mL时，产物为Cu.结果表明，当还原剂水合肼的量较少，在短时间内产物以氧化亚铜为主，当还原剂水合肼的量较多，以单质铜为主.在实验过程中，观察到，将还原剂加入到体系中后，体系的颜色马上变成了砖红色，即氧化亚铜的颜色，说明铜盐被还原成了氧化亚铜;当还原剂的量增加到一定程度，体系的颜色会从砖红色转变为紫红色，即单质铜的颜色，表明还原反应进行完全.图1 不同水合肼的量所得样品的XRD谱图(a)0.5 mL(b)1.0 mL(c)2.0 mL(d)4.0 mL利用SEM对不同量水合肼条件下所得样品的形貌进行表征，如图2所示，当水合肼的量为0.5 mL时，得到氧化亚铜晶体的形貌为八面体，粒径较小，如图2(a)所示;当水合肼的量为1.0 mL时，得到氧化亚铜晶体的形貌仍为八面体，但晶体尺寸长大，如图2(b)所示;当水合肼的量为2.0 mL时，得到的样品形貌为单质铜和氧化亚铜的混合物，从图中可以看到有较大的粒子和较小的不规则的粒子，如图2(c)所示，一般认为当还原剂量较多时，氧化亚铜被还原成铜的过程中，其晶体结构会崩塌，进而形成分散开来的较小的铜纳米粒子;当水合肼的量为4.0 mL时，得到的样品形貌主要为较小的纳米粒子，如图2(d)所示，说明此时氧化亚铜已被完全还原成铜纳米粒子.图2 不同水合肼的量所得样品的SEM图(a)0.5 mL(b)1.0 mL(c)2.0 mL(d)4.0 mL 2.2 不同反应时间对产物的影响CuSO4溶液浓度一定(0.06 mol/L)和水合肼的量一定(0.5 mL)时，反应不同时间对产物具有显著的影响.当还原剂水合肼加入后，大约5 min变为砖红色，随着时间的延长，颜色逐渐加深，最后为紫黑色.图3中曲线a和b分别对应反应时间10 min和120 min所得产物的XRD谱图.从图中可知:当反应时间为10 min时，产物为Cu2O;当反应时间为120 min时，产物为Cu.可见，随着反应时间的延长，可进一步将Cu2O还原为Cu.图4给出了不同反应时间所得样品的SEM图片，从图中可以观察到，短时间内所得的样品为粒径较大的类八面体结构，如图4(a)，长时间所得样品为粒径较小的不规则的球形结构，如图4(b).图3 不同反应时间所得样品的XRD谱图(a)10 min(b)90 min3 结束语从以上结果可知，还原剂水合肼的用量和反应时间对还原速度和产物的形貌均有影响.当还原剂用量较小时，还原反应速度慢，还原产物为氧化亚铜，当还原剂用量较大时，还原反应速度快，初步还原得到的八面体结构的氧化亚铜粒子可以很快地被还原为粒径较小的不规则铜纳米球形粒子;反应时间短时，还原产物为八面体结构的氧化亚铜，随着反应时间的延长，氧化亚铜进一步还原为球形铜纳米粒子. 图4不同反应时间所得样品的SEM谱图(a)10 min(b)90 min参考文献［1］马丽果，杨秀华，谢继丹，等.微乳液法制备纳米铜粉及其在润滑油中的应用研究.润滑与密封，2004(4):87-88.［2］田荣璋.金属材料知识手册.湖南:湖南科学技术出版社，1993.［3］谭树松.有色金属材料学.北京:冶金工业出版社，1993.［4］Liu Z P，Yang Y，Liang J B，et al.Synthesis of copper nanowires via a complex-surfactant-assisted hydrothermal reduction process.J Phys Chem B，2003，107:12658-12661.［5］朱屯，等.国外纳米材料技术进展与应用.北京:化学工业出版社，2002. ［6］浦宝康.IMO与船底防污.交通环保，2000，21(4):42-43.［7］周玉华，黄熙怀.氧化亚铜在玻璃中的着色.硅酸盐学报，1965，4(1):66-69. ［8］王现全.杀菌组合物.中国专利，00109476，2000-12-13.［9］朱俊武，陈海群，谢波，等.纳米Cu2O的制备及其对高氯酸铵热分解的催化性能.催化学报，2004，25(8):637-640.［10］Yang S，Yang C，Shi Z B，et al.Synthesis and visible light photocatalytic activities of Au/Cu2O heterogeneous nanospheres.Acta Phys Chim Sin，2013，29(8):1819-1826.［11］Sihem L，Slaymane A，Clandio F，et al.Photoelectrochemical properties of ZnO nanorods decorated with Cu and Cu2O nanoparticles.Superlattices and Microstructures，2014，72:253-261. ［12］Lee Y H，Leu I C，Chang S T，et al，The electrochemical capacities and cycle retention of electrochemically deposited Cu2O thin film towardlithium.Electrochim Acta，2004，50(2-3):553-559.［13］Akimoto K，Ishizuka S，Yanagita M，et al.Thin film deposition of Cu2O and application for solar cells.Sol Energy，2006，80(6):715-722.。
铜纳米颗粒的制备进展
铜纳米颗粒的制备进展喻敏;姚小泉;陈昌云【摘要】铜纳米颗粒由于具有优良的导电、导热、抗菌及催化活性而受到研究者的广泛关注。
文章综述了近年来铜纳米颗粒的制备进展，系统的介绍了常用的铜纳米颗粒的多种合成方法，包括液相还原法、微乳液法、电化学还原法、光催化法及微波法，并分析了各种合成方法的特点。
%Recently, there has been a great interest in the synthesis of copper nanoparticles owing to its special conductivity, thermal conductivity, antibacterial property and catalytic activity. Herein, the recent research pro-gress in the synthesis of copper nanoparticles is reviewed. Various kinds of usual synthetic methods are compared, including the methods of liquid phase reduction, microemulsion, electrochemical reduction, photocatalysis and mi-crowave as well as other synthetic methods.【期刊名称】《南京晓庄学院学报》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】4页(P54-57)【关键词】铜纳米颗粒;制备;液相还原法;微乳液法【作者】喻敏;姚小泉;陈昌云【作者单位】南京晓庄学院环境科学学院，江苏南京211171;南京航空航天大学材料科学与技术学院，江苏南京210016;南京晓庄学院环境科学学院，江苏南京211171【正文语种】中文【中图分类】TB383.1铜具有很好的导电性、导热性及延展性，且广泛存在于各种天然矿石中，其价格低廉，性质稳定.铜纳米颗粒既具有铜的性质，又具有比表面积大、表面活性中心数目多等特点.将其作为催化剂则表现出高的催化活性和选择性，已成为一种重要的工业化催化剂，具有广阔的应用前景.此外，铜纳米颗粒还可用于表面导电涂层［1］、导电浆料［2］、杀菌除臭［3，4］、导热抗磨损［5］等领域.因而，铜纳米颗粒的制备方法受到了国内外研究者的关注.目前报道的合成方法主要包括:液相还原法、微乳液法、电化学还原法、光催化法、微波法等.1.1 液相还原法液相还原法是合成铜纳米颗粒最常用的方法.合成过程中常用的还原剂有硼氢化钠、水合肼、醇类物质、抗坏血酸等.下面以还原剂分类概述一下液相还原法制备铜纳米颗粒的进展.硼氢化钠还原能力较强.Chin等［6］在醇溶剂当中，以硝酸铜作为铜源，硼氢化钠作为还原剂，尝试了制备过程中加入辛硫醇、1-癸硫醇、正十二烷基硫醇，合成了表面修饰的铜纳米颗粒.合成的铜纳米颗粒呈球形，粒径分布在3—5 nm.Liu等［7］在水溶液中，研究了分别采用抗坏血酸(C6H8O6)、磷酸(H3PO2)、硫酸钛(Ti2(SO4)3)和硼氢化钠作为还原剂时，所制的铜纳米颗粒的形貌、尺寸的差异.研究结果表明，铜纳米颗粒的尺寸与反应的驱动力密切相关.反应的驱动力越大，则生成的铜纳米颗粒的尺寸越小.所选用的还原剂产生的反应驱动力顺序为:NaBH4＞Ti2(SO4)3＞H3PO2＞C6H8O6，因而，以上述试剂为还原剂时，所得纳米颗粒的尺寸依次增大. Henneke等［8］发展了在水甲苯两相体系中合成铜纳米颗粒的新方法.这个合成过程首先是用四辛基溴化铵作为相转移催化剂将铜离子从水相转移到有机相中，然后在油胺存在的条件下，铜离子用硼氢化钠还原制得最终的铜纳米颗粒.所得铜纳米颗粒的粒径为6 nm左右.Kusumoto等［9］以硝酸铜作为铜源，硼氢化钠作为还原剂，在水乙腈混合溶剂中，合成了颗粒粒径小于100 nm的铜纳米立方块.这是首次将乙腈引入到铜纳米颗粒的制备过程中，用于防止铜纳米颗粒的氧化.水合肼是铜离子较好的还原剂，在铜纳米颗粒的制备过程最为常用.Liu等［10］在CTAB和PVP存在的条件下，以硫酸铜作为铜源，水合肼作为还原剂制得了粒径为10—20 nm的球形铜纳米颗粒.随后，加入苯乙烯和AIBN合成了铜纳米颗粒与聚苯乙烯的聚合物，其中铜纳米颗粒的粒径为10—40 nm.热重测试结果表明，铜纳米颗粒与聚苯乙烯的聚合物具有更好的热稳定性.Kobayashi等［11］以0.0005 M的柠檬酸和0.005M的十六烷基三甲基溴化铵作为稳定剂，0.2—1.0 M水合肼为还原剂，以0.01 M的铜盐作为铜源制得了铜纳米颗粒.不同的铜盐得到的铜纳米颗粒的尺寸不同:分别以氯化铜、硝酸铜、醋酸铜作为铜源，得到的铜纳米颗粒的尺寸依次为64±16、55±15、54±15nm.Huang等［12］以水合肼作为还原剂，醋酸铜作为铜源，讨论了溶剂(水、乙二醇单乙醚)对还原反应的影响.当以水、乙二醇单乙醚作为溶剂时，产物分别在572和582 nm处有吸收.通过改变保护剂PVP的加入量，可实现颗粒尺寸控制的目的.当PVP在乙二醇单乙醚中的质量分数为1%时，铜纳米颗粒的尺寸为6.6 nm，而当PVP在水中的质量分数为0.5%时，铜纳米颗粒的粒径则增加至30.5 nm.醇类作为还原剂也是铜纳米颗粒的制备过程中常用的一种还原剂.多元醇在铜纳米颗粒的制备过程中，通常不仅是作为还原剂使用，还可起到稳定铜纳米颗粒的作用.Marikani等［13］以乙二醇作为溶剂和还原剂，Tween-80作为表面活性剂，醋酸铜作为铜源合成了铜纳米颗粒.Athawale等［14］人在CTAB和异丙醇存在的条件下，合成了铜纳米颗粒.过程中，研究了在保持铜离子浓度不变的条件下，改变CTAB的摩尔浓度对合成铜纳米颗粒的影响.同时加料的顺序会对纳米颗粒的形成产生影响.在空气氛中，CTAB对异丙醇中铜离子的还原起到了催化的作用.当铜离子与CTAB的比例依次为1∶0.25和1∶30时，得到的颗粒呈球形，尺寸分别分布在5—20 nm和2—10 nm之间.Mallick等［15］报导了在醇溶液中，同时合成铜纳米颗粒和聚邻甲基苯胺的新方法.邻甲苯胺和硫酸铜用作前体，反应过程中，邻甲苯胺氧化成聚邻甲基苯胺，而硫酸铜则被还原为铜纳米颗粒.利用这个方法可一步合成铜纳米颗粒与聚邻甲基苯胺的复合材料.Yang等［16］以均苯三甲酸为核的不同链长树枝状大分子(G3-G6)作为还原剂，硫酸铜作为铜源制备了铜纳米颗粒.其中，铜纳米颗粒的尺寸受到树形大分子种类和树形大分子浓度的影响.当铜离子与树枝状大分子的摩尔比不变时，研究了树形大分子的链长对所形成铜纳米颗粒粒径的影响.保持铜离子与树形大分子的摩尔比为8∶1，树形大分子由G3向G6转变时，所得铜纳米颗粒的粒径分比为5.6、4.8、3.9和3.4 nm.随后，考察了同种树形大分子，铜离子与树形大分子的浓度比对纳米颗粒尺寸的影响.当以G3为还原剂，铜离子与G3的摩尔比分别为2∶1、4∶1、8∶1和16∶1时，所得铜纳米颗粒的粒径依次为4.6、5.1、5.6和6.9 nm;以G4为还原剂，颗粒的粒径为3.9、4.3、4.8和5.6 nm的铜纳米颗粒;以G5为还原剂，颗粒的粒径依次为3.0、3.4、3.9和4.2 nm;以G6为还原剂，改变两者的配比，得到2.6、3.1、3.4和3.8 nm的铜纳米颗粒.1.2 微乳液法微乳液法易于通过调节水与表面活性剂摩尔比实现铜纳米颗粒粒径的控制，是其制备过程中常用的方法之一.Murthy等［17］在水、环己烷、AOT组成的微乳液中，氯化铜作为铜源制备了铜纳米颗粒.水和表面活性剂的摩尔比对铜纳米颗粒的尺寸分布和形貌有重要的影响.当水、表面活性剂比例增大时，得到的铜纳米颗粒的尺寸变大.当水与表面活性剂的摩尔比为5时，他们还制备了三氧化二铝负载的铜纳米颗粒.Roberts等［18］利用AOT反胶束合成铜纳米颗粒，研究了溶剂的种类、助溶剂的添加等因素对铜纳米颗粒形成速度的影响.研究结果表明，胶束内部的交换速度和随后颗粒的长大速度是水含量、溶剂、添加剂及助表面活性剂的函数.增加水含量将导致铜纳米颗粒的增大，但在纯水中，可获得同样尺寸的纳米颗粒.在异辛烷中，铜纳米颗粒的长大速度比环己烷中快，因为大结构的溶剂导致胶束尾部区域的溶解度增大.助溶剂正辛醇可使得形核速度加快，而最终生成的铜纳米颗粒的尺寸降低.苯甲醇则具有相反的效果，会导致铜纳米颗粒尺寸变大.Pileni等［19］以水合肼作为还原剂，利用反相胶束法合成了铜纳米颗粒.利用反相胶束，可以实现铜纳米颗粒粒径控制的目的.在水含量较低的时候，合成的纳米粒子的粒径小.当水含量升高时，金属纳米颗粒的尺寸从2 nm增加至10 nm.当用表面活性剂代替混合胶束时，形成的是圆柱形的金属颗粒.当在氧气氛下，用硼氢化钠作为还原剂，水含量较低时，形成的大尺寸的铜颗粒，颗粒粒径为20—28 nm.当水含量增加时，金属颗粒的团簇现象消失，生成了氧化铜颗粒. Shen等［20］人在非离子型表面活性剂(Brij 30、Brij 56或Triton X-100)的存在下，利用微乳液法合成了铜纳米颗粒.水与表面活性剂的比例、阴离子和表面活性剂均可显著的影响Cu2+的辐射还原过程及生成产物的形貌.在Brij 56形成的微乳液当中，加入甲苯或萘会使得还原产物从铜变成氧化亚铜.1.3 电化学还原法利用电化学还原法通常可制得纯度较高的铜纳米颗粒.Hashemipour等［21］以酸化的硫酸铜溶液作为电解液.分别以表面清洁的铜片和石墨板作为阳极、阴极.保持电解液的电压、电流恒定，生成的铜纳米颗粒呈多孔状附着在电极上，从而易于分离.通过控制电解液的浓度和电流密度，可控制铜纳米颗粒的尺寸在10 nm.Gedanken等［22］在以PVP作为保护剂的条件下，在水相中利用声电化学法合成了形貌可控的球形铜纳米颗粒.PVP被证明为可以促进反应的进行，同时可以降低沉积的速度，从而使得生成的铜纳米颗粒是单分散的.通过调节电流密度、温度、声波强度等因素实现改进铜纳米颗粒的均匀度等的目的.他们还发现，PVP保护的铜纳米颗粒从阴极迁移到母液中的速度对单分散铜纳米颗粒的影响起着重要的作用.最终，生成的铜纳米颗粒的尺寸为25—60 nm.他们［23］还在聚乙烯醇作为保护剂的条件下利用超声电化学法合成了铜纳米颗粒.1.4 光催化法光催化法是铜溶胶制备的常用方法.Dey等［24］在N2O气氛下，利用γ射线照射铜盐的醇溶液得到了铜纳米颗粒，如甲醇、乙醇、2-异丙醇等.这个反应体系对氧气很敏感，而且这个反应在水相中不能发生.Giuffrida等［25］用紫外线照射乙酰丙酮铜的乙醇溶液形成纳米铜胶体.溶液吸收254 nm的光形成稳定的铜溶胶，这个过程在光能量低的时候，是分成连续的两步进行的.第一步，起始的化合物放出一个配体形成一价铜物种，然后快速的放出第二个配体生成烷氧基铜(I).第二步，烷氧基铜(I)通过电子迁移过程释放出乙酰丙酮进行还原生成铜溶胶.乙酰丙酮铜感光还原生成金属铜是通过自由基机理进行的.这个过程的特点取决于丙酮的浓度，因此，铜胶体纳米颗粒和最后的铜粉可从溶液中生成出来.1.5 微波法微波法由于形核速度快，是制备小尺寸铜纳米颗粒的常用方法.Zhu等［26］在乙二醇溶液中，PVP为保护剂存在的条件下，以硫酸铜作为铜源，NaH2PO2·H2O作为还原剂合成了铜纳米颗粒，所得铜纳米颗粒的尺寸小于20 nm.其颗粒大小可通过调节硫酸铜浓度来实现.此外，该课题组［27］在上述相同的体系中，将还原剂改为水合肼时，利用微波法制得粒径为15 nm左右的铜纳米颗粒.综上所述，纳米铜的制备方法种类繁多，但在实验室小规模的合成中，液相还原法由于操作及后处理便捷，合成的产物尺寸均一，纯度较高，且可重复性强，是最为常用的方法.制得的铜纳米颗粒在润滑、抗菌、催化、光电材料等领域有广泛的应用.近年来，将铜纳米颗粒作为催化剂引入到有机合成领域的研究引起了研究者的广泛关注.在已报道的合成反应中，铜纳米颗粒催化的有机合成反应大多集中在催化脱氢领域，将其用于构建碳碳键和碳杂键的合成报道较少.随着铜纳米颗粒制备研究工作，铜纳米颗粒在有机合成等领域的应用将进一步拓展.【相关文献】［1］Li，Z.N.;Huang，H.;Zhang，X.F.;et al.Oxidation resistance of Cu nanoparticles in conductive coating［J］. 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纳米硫化铜的制备及其电化学性能研究
纳米硫化铜的制备及其电化学性能研究纳米材料在各个领域中都有广泛的应用，其微观结构和尺寸效应使其具有独特的物理和化学性质。
其中，纳米硫化铜是一种常见且有应用前景的纳米材料，其优异的电催化性能在能源转化和存储领域中具有重要的应用。
纳米硫化铜的制备方法多样，传统的化学合成方法包括水热法、溶剂热法、胶体溶胶法等。
这些方法制备出的纳米硫化铜粒径较大且存在晶格畸变，且纯度较低。
而利用微生物、植物等自然生物体内产生的化学物质制备纳米硫化铜是一种绿色环保的方法。
同时，还可以采用化学气相沉积法、物理气相沉积法、电化学沉积法等方法制备纳米硫化铜材料。
以电化学沉积法为例，其制备过程简单且易于控制。
首先，在容器内准备电解液，加入硫代硫酸钠、硫酸铜、无水氢氧化钾等试剂，然后将所要沉积的电极放入电解液中，使其成为阳极。
通过加电，使反应进行，电解液中的硫代硫酸钠逐渐被氧化为硫离子和二氧化硫，而氧化的过程会导致电解液中的pH值下降。
当pH值降至一定程度时，氢氧化铜形成，并随着电解反应而逐渐析出。
铜氧化物随着反应过程得到还原，形成纳米硫化铜。
制备好的纳米硫化铜多为球形、立方形或棒状，粒径在10~100 nm之间。
这些纳米颗粒之间存在着表面能和量子尺寸效应等物理现象，使得其特殊光电性能得到了充分的提升。
纳米硫化铜的电化学性能优异，在光电催化、电催化等领域中有着重要的应用。
研究表明，纳米硫化铜在光电催化领域的能量转化效率和光吸收能力较高，使其成为一种应用前景广阔的光电材料。
此外，纳米硫化铜中丰富的电子态使其具有良好的电化学催化性能，在电化学催化领域中有着重要作用。
例如，在氧还原反应、甲醇氧化反应等领域中，纳米硫化铜的电化学催化活性较高。
这说明在新型电池、储氢材料等领域中，纳米硫化铜具有重要的应用前景。
综上所述，纳米硫化铜这种新材料在光电催化、电催化领域中具有良好的应用前景，而其制备方法和性能研究等方面的研究也值得深入探究。
微波辅助液相还原法制备超细铜粉
０ 引言
超 细铜粉 是指粒径 介于 １ １ ｒｍ的微小 铜 ０ — ０ｓ 粒子 ， 包括 纳米 铜颗 粒 （ 径在 ｌ １ ｍ 之 间 ） 粒 ０一０ 和微细铜 颗粒（ 粒径 在 １ １一ｍ之间）超细铜 粉 ０ 一 ０ｓ 。
同 的性质 ， 在力 学 、 电学 、 化学 等 领域 有许 多特异
ｔｒ ｆｔ ｅ ａ —ｓ ｎ ｈ ｓｚ ｄ ｕ ａ ｎ ａ ｔｃｅ ｒ ｎ ｅ ｔｇ ｔｄ ｂｙ ＸＲＤ，ｌ ｓ ｒｐ ｒｉｌ ｉｅ ｎｄ ＴＥＭ ．Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｎ ｃ ｔ ｕ ｅ ｏ ｈ ｓ ｙ ｔ ｅ ｉｅ ｈｒｆ ｅ ｐ ｒｉ ｌｓｗｅｅ ｉ ｖ ｓｉａｅ ｉ ａ ｅ ａｔｃｅ ｓｚ ｒａ ｅ ｒ ｓ ｌｓｉ ｄｉａｅ ｔａ ，ｃ ｍ ｐ ｒｄ ｈ ｔ ｏ ａ ｅ ｗｉｈ ｏｎ ｅ ｔｏ ａ ｅ ｔｎ ｔ ｄ ｔ ｃ ｖ ｎｉ ｎ ｌｈ ａ ｉｇ ｍｅｈｏ ，ｍｉｒ ｗａ ｅ ｈ ａ ｉｇ ｃ ｎ ｉｎｉｉａ ｔａ ｃ ｅ ａｅ ｔ ｅ ｒ ｓａｌｚ ｔｏ ｅ ｃ ｃｏ ｖ ｅ ｔｎ ａ ｓｇ ｆｃ ｎ ｃ ｅｌｒ ｔ ｈ ｃｙ ｔｌｉａ ｉｎ ｒ ａ — ｔ ｎ，ｂ ｔｅ ｒ ｗｔ ｈｒ ｆｎ ｏｐ ｅ ａ ｔｃｅ ｏ ｌ ｅ ｇ ｔｅ ｙ ｍｉ ｏ ｖ ａｉ ． ｉ ｏ ｅｔｒｇ ｏ ｈ ｕ ａ ｅ ｃ ｐ ｒｐ ｒｉｌ ｓｃ ｕ ｄ ｂ ｏｔ ｎ ｂ ｃｒｗａ ｅ ｈｅ ｔｎｇ ｉ
第 ６卷第 ６ 期
２０ ０ ９年 ｌ ２月
纳 米 科 技
Ｎａ ｏ ｃｉｎ ｅ ＆ Ｎａ ｏｅ ｈ ｌｇ ｎｓ ｅｃ ｎ ｔｃ ｎｏｏ ｙ
Ｎｏ６ ． Ｄｅ ｅ ｃ ｍｂｅ ２ ０９ ｒ ０
微波辅助液相还原法制备超细铜粉
谭 秀 民 ’， 赵 恒 勤 ， 张 一 一 耀 一 张利 珍 ． ， ，
纳米铜的制备
纳米铜的制备近年来，纳米材料的研究和应用在科学领域中得到了广泛关注。
纳米铜作为一种重要的纳米材料，具有许多独特的物理和化学性质，被广泛应用于电子、光学、催化等领域。
因此，纳米铜的制备技术也成为了研究热点之一。
纳米铜的制备方法有很多种，常见的方法包括物理法和化学法。
物理法主要是通过物理手段将普通的铜材料制备成纳米颗粒，如机械研磨、球磨等。
而化学法则是通过化学反应将有机或无机化合物还原成纳米铜。
化学法中，溶液法是最常用的一种制备纳米铜的方法。
该方法一般分为两步：前驱体的制备和前驱体的还原。
前驱体的制备是指通过适当的反应，制备出含有铜离子的化合物。
常用的有铜盐溶液，如硫酸铜溶液、氯化铜溶液等。
前驱体的还原则是将前驱体进行化学反应，将铜离子还原成纳米颗粒。
还原剂的选择对制备纳米铜的性质有很大影响，常用的还原剂有氢气、亚硫酸氢钠、氢氧化钠等。
溶胶-凝胶法也是制备纳米铜的一种常用方法。
该方法是将适量的铜盐溶液与适量的还原剂混合，形成胶体溶胶。
然后将溶胶经过适当的处理，如加热、干燥等，使其转化为凝胶。
最后，将凝胶进行煅烧，即可得到纳米铜颗粒。
电化学法也是一种常用的制备纳米铜的方法。
该方法是通过控制电流和电压，在电极表面沉积纳米铜颗粒。
电化学法制备纳米铜具有操作简单、成本低廉的优点，因此在实际生产中得到了广泛应用。
除了上述方法外，还有一些其他的制备纳米铜的方法，如溶胶溶剂法、微乳液法、气相法等。
这些方法各有特点，可根据具体需求选择合适的方法。
纳米铜的制备是一个复杂而且精细的过程。
不同的制备方法可以得到不同形貌和性质的纳米铜颗粒。
通过合理选择制备方法和优化工艺条件，可以得到具有高纯度、均一分散性和较小粒径的纳米铜材料，为其在各个应用领域发挥出更好的性能提供了保障。