生物质碳源辅助铜粉制备方法研究及其应用初探

发布时间：2020-08-06 08:32

【摘要】：铜粉由于具有良好的导电性与导热性、较低的电化学迁移行为、较高的催化活性等优良特性,且价格低廉,而在导电材料、润滑材料、催化剂、抗菌剂等领域受到广泛关注。因此,铜粉的制备方法及对其形貌、性能等方面的控制成为研究者们关注的热点。论文在课题组对金属粉体与生物质碳复合研究的基础上,采用自制中间相(CN 1421477 A)和商用木质素作为碳源,利用化学还原法和碳热还原法,系统的研究了铜源-碳源体系中,铜源种类、铜离子浓度、络合剂种类、反应温度等因素对制备特殊形貌的铜以及铜碳复合材料的影响。并基于制备出的具有特殊表面形貌的微米铜粉,初步探索了铜粉表面形貌对制备Ag包覆铜粉颗粒的影响。研究结果表明:1.在铜-中间相体系中,改变铜源,铜离子被还原时,表现出了一定的铜源“遗传特性”:以五水合硫酸铜为铜源可得到表面光滑微米级多面体颗粒;以碱式碳酸铜为铜源可得到表面凹坑微米级多面体颗粒,以二水合氯化铜为铜源可得到长径比为15:1左右微米级棒状铜粒子。2.在铜-木质素体系中,在木质素的作用下,可得到碳膜包覆的铜-碳复合粉体,通过对反应温度、反应物浓度的不断优化可对粒子粒径、团聚状态等形貌进行改善。3.对制备铜粉过程中得到的表面光滑、凸起、凹坑铜粉进行镀银处理,发现铜粉表面形貌对银的生长方式有较大影响,且镀银对铜粉热稳定性的提升与含银量相关。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.3
【图文】：

技术路线图,铜粉,化学还原法,类球状

图 1- 1 实验整体技术路线图Fig. 1-1 The technology roadmap of the experiment要开展研究如下：．中间相为碳源，化学还原法制备铜粉。利用化学试剂作为还原剂还原成金属铜的方法称为化学还原法。在化学还原过程中，产物特影响明显，还原条件不同，所得产物会产生较大差异，因此是实验，在工业领域也有较为广泛的应用。本课题在固有化学还原法基础相作为碳源，研究了化学还原过程中，不同反应条件对产物特性的源种类、铜离子浓度、碱溶质（络合剂）种类及浓度以及还原剂种响等。通过对反应条件的不断探索，制备出了类球状表面光滑铜粉凹坑铜粉、类球状表面凸点铜粉、棒状铜粉、纤维状铜粉等，并探中对制备铜粉的关键影响因素。．木质素为碳源，水热法制备铜粉。水热法是在密封的容器中，以定温度和压力下进行的化学反应，也是还原法制备铜粉的方法之一的铜粉具有较高的纯度和良好的分散性。这一阶段以价格更为低廉

超细铜粉,化学还原法,实验流程

碳酸铵 (NH4)2CO3无水乙醇 C2H5OH2.2.2 实验仪器本实验所用的实验仪器列于下表 2-2 中。表 2- 2 实验所用仪器Table 2-2 The Equipmentses in the Experiment仪器名称型号主要参数生产厂家超声清洗机控制器 NA860 温度上海颖和超声设备有限公司扫描电子显微镜 Siron 200 — —X 射线粉末衍射仪 D/max-2550/PC 角度、速度 —真空干燥箱 — 温度上海一恒科学仪器有限公司2.2.3 实验步骤化学还原法制备超细铜粉的流程,见图 2-1。

形貌,中间相,铜粉,聚集长大

（a）不含中间相（a）Without mesophase（a）引入中间相（a）Adding mesophase图 2- 2 中间相的引入促进铜粉聚集长大：（a）无中间相；（b）引入中间相Fig. 2-2 SEM images of Cu prepared with or without mesophase2.3.2 还原剂种类对产物形貌的影响考察化学还原法中还原剂种类对铜粉形貌的影响，见表 2-4 中 2、3 组实验，其结果如图 2-3 所示。

【参考文献】