淀粉水热还原CuO制备超细铜粉的实验研究

发布时间：2020-04-03 02:32

【摘要】：超细铜粉的特点是导电导热的性能好、粒径小、耐腐蚀性好、无磁性、表面光洁且流动性强。电学领域及粉末冶金行业对于超细铜粉的需求量大。目前制备超细铜粉的工艺方法主要有物理法、化学法和物理化学综合法。这些制备方法在产品纯度和颗粒度、生产成本、还原效率及环保等方面都各自存在着难以克服的缺点。出于环保、经济的角度,我们提出了利用玉米淀粉水热还原Cu O制备超细铜粉的新工艺。本实验以氢氧化钠作为催化剂,采用玉米淀粉为还原剂,PVP作为分散剂,水热还原Cu O制备超细铜粉。水热还原氧化铜粉制备球形超细铜粉。高压水热还原工艺对环境无污染,所得产品纯度高,粒径小,粒度分布窄而均匀。本文探讨了玉米淀粉水热还原Cu O的反应原理,采用单因素法控制不同的PVP用量进行实验,并进一步利用XRD、SEM、激光颗粒分布测量仪及差式热量扫描分析仪探讨不同因素对铜粉的成分、颗粒度和氧化性的影响,研究了能制备纯度高粒度小的铜粉的最优参数和各因素对铜性能的影响。对水热法制备铜粉的机理进行了初步探讨,并得出主要的结论如下:(1)反应温度为200℃、反应时间为100min,玉米淀粉用量为8g、Cu O质量为10g、Na OH的质量为10g,液固比为8:1,转速为300r/min时,为玉米淀粉水热还原氧化铜的最佳工艺条件。(2)该水热反应过程进行动力学分析还原过程受产物层内扩散控制并求得该反应的表观活化能E=44.7791k J/mol,宏观反应动力学方程1+2(1-η)-3(1-η)2/3=1.288*103exp(5.385*103/T)t。(3)加入PVP可以改善铜粉的分散性,随着分散剂用量的增加,还原铜粉的粒径分布范围变窄,微观形貌呈颗粒大小均匀的球形;加入PVP可以改善铜粉的抗高温氧化性能,随着PVP用量的增加,铜粉的氧化开始温度和峰顶温度提高。(4)通过相同反应温度、相同反应时间条件下,不同还原剂对比表明,淀粉作为还原剂,相对于纤维素可以还原出粒度更细,抗氧化温度更高的超细铜粉。
【图文】：

反应釜,恒温,电热

Tab. 2.6 WHF reactor control instrument specifications格名称传感器规格（mm）加热功率（kw）电机功率（w）转速（r/min）参数 250 3 350 0-10003）DHG 型电热恒温鼓风干燥箱表 2.7 DHG 型电热恒温鼓风干燥箱规格参数Tab. 2.7 DHG electric heating constant temperature air blast drying box格名称内尺寸（mm）加热范围（℃）恒温波动度（℃）温度均匀度（℃）参数 5500×4500×5500 0-205 ±1 ±2要的实验设备如下图所示：

控制仪,反应釜,恒温,电热

【参考文献】