水热法制备Cu/Ag核壳超细粉体及其结晶行为研究

发布时间：2023-12-11 18:42

　　超细Cu/Ag核壳粉体是具有高催化、高导电性能的功能材料,被广泛应用于航空、航天、电子、军工、等领域。本文以含铜废水模拟液为原料,采用水热法制备Cu/Ag核壳超细粉体,探究不同工艺参数对材料的影响。借助SEM、XRD等表征和第一性原理探究Cu晶体的结晶机制以及Ag镀层的生长机制。结果表明:(1)采用水热法可以有效处理含铜废水,并制备Cu、Cu/Ag核壳超细粉体;相比于Cu粉,Cu/Ag核壳粉具有更强的抗氧化和抗腐蚀性能。(2)超细Cu粉的还原符合“溶解-结晶”机制,在还原过程中会形成中间体Cu₁₀团簇,并且加入过量碱可以有效抑制中间产物Cu₂O的形成。体系中的PVP在Cu晶体表面发生配位反应,形成吸附系统,从而调控Cu的形貌。(3)Ag镀层的生长符合Stranski-Krastanow(SK)模式,Cu/Ag界面内同时存在化学键、氢键、范德华力等作用力,导致界面内的应变能向外释放,材料表面形貌失稳。

【文章页数】：105 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
ABSTRACT
1.绪论
    1.1 含铜废水现状
        1.1.1 含铜废水的来源
        1.1.2 含铜废水的危害
        1.1.3 含铜废水的处理方式
    1.2 超细铜粉现状
        1.2.1 超细铜粉的应用
        1.2.2 超细铜粉的制备方式
        1.2.3 超细铜粉的缺陷
    1.3 Cu/Ag核壳粉体的现状
        1.3.1 Cu/Ag核壳粉体的应用
        1.3.2 Cu/Ag核壳粉体的制备方式
        1.3.3 Cu/Ag核壳粉体的缺陷
    1.4 本论文研究的意义和内容
2.实验设备及实验方法
    2.1 “预还原”工艺参数优化
        2.1.1 废水处理
        2.1.2 Cu₂O前驱体制备
        2.1.3 Cu₂O水热还原
    2.2 “氧化-还原”工艺参数优化
        2.2.1 废水处理
        2.2.2 CuO水热还原
    2.3 Cu/Ag核壳粉工艺参数优化
        2.3.1 Cu粉预处理
        2.3.2 Cu/Ag核壳粉体制备
        2.3.3 超细粉体的性能测试
    2.4 第一性原理计算方法
3.水热法制备超细粉体工艺参数优化
    3.1 “预还原”工艺制备超细铜粉
        3.1.1 温度对Cu₂O的影响
        3.1.2 时间对Cu₂O的影响
        3.1.3 pH对Cu₂O的影响
        3.1.4 葡萄糖用量对Cu₂O的影响
        3.1.5 温度对Cu的影响
        3.1.6 时间对Cu的影响
        3.1.7 碱用量对Cu的影响
        3.1.8 还原剂用量对Cu的影响
    3.2 “氧化-还原”工艺制备超细铜粉
        3.2.1 温度对Cu的影响
        3.2.2 时间对Cu的影响
        3.2.3 碱用量对Cu的影响
        3.2.4 还原剂用量对Cu的影响
    3.3 两种工艺路径的对比
    3.4 “置换-还原”工艺制备Cu/Ag核壳超细粉体
        3.4.1 超细铜粉预处理
        3.4.2 银浓度对Cu/Ag核壳粉体的影响
        3.4.3 滴加速率对Cu/Ag核壳粉体的影响
    3.5 超细粉Cu粉与Cu/Ag核壳粉的性能表征
        3.5.1 超细粉体的粒径分布对比
        3.5.2 超细粉体的抗氧化能力对比
        3.5.3 超细粉体的抗腐蚀能力对比
    3.6 本章小结
4.Cu、Ag结晶过程第一性原理计算
    4.1 中间产物Cu₂O的调控机制
    4.2 Cu的结晶机理
    4.3 Cu的形貌转变机制
    4.4 Ag镀层的生长机制
    4.5 本章小结
5.结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
作者简介



本文编号：3873145