一种超细氧化亚铜的连续化生产方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种超细氧化亚铜的连续化生产方法及其应用，包括以下步骤：将铜盐溶解于低碳醇中制成浓度为0.005~0.05M的前驱体溶液，利用高压泵将上述溶液连续通过耐压管式反应器，反应器温度控制在100~250℃，反应压力控制在0.1~20MPa，溶液在反应器中的停留时间保持在0.05~1.0h，将流出反应器的产品溶液收集后，离心，经过洗涤、真空干燥后得到超细氧化亚铜粉末。将本发明专利技术制备的氧化亚铜粉末用于光催化降解甲基橙，具有良好的降解效果。该制备方法工艺简单、反应时间短、无污染、原料廉价易得、适合大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工及功能材料
，特别涉及一种超细氧化亚铜的连续化生产 方法及其在光催化降解甲基橙方面的应用。
技术介绍
氧化亚铜是一种典型的P型宽带隙半导体材料，由于其具有优异的催化性能、良 好的导电及传感特性，氧化亚铜在磁存储、太阳能转化、催化剂、气敏传感器、锂离子电池 等多种领域具有广泛的应用。超细氧化亚铜作为超细金属粉体的一种，具有尺寸小、表面 能高、比表面积大等纳米材料的特点，故在许多方面都表现出比其它常规尺寸材料更好 的优良特性。这些性质使其在冶金、电子、化工、航天及国防研究等领域表现出极广泛的 应用前景。目前为止，文献报道的氧化亚铜的制备方法有很多：如湿化学法（Nanoscale 2013, 5, 12494-12501 ；J.Am.Chem.Soc. 2012, 134, 1261-1267；TheJournalof PhysicalChemistryC2008, 112, 18355-18360 ；J.MaterialsLetters, 2008, 62, 2081,-2083)、溶剂热法（上（：〇11〇1(111^6"3。6 5(^.2013，392，151-157;111〇找. Chem. 2014，53，9657-9666)、软模板法（J.Nano.Lett. 2004，4，1903-1907)等。此 夕卜，很多专利技术专利也公开了制备超细氧化亚铜粉体的方法（CN104192889A、CN103121702A、 CN104030340A、CN104030339A、CN103435089A、CN103395822A、CN103121704A等），这些方法 虽然实现了超细氧化亚铜的化学制备，但也存在一些问题，如湿法化学法所需的反应体系 较为复杂，需要加入还原剂、表面活性剂、稳定剂等化学试剂，通常这些化学试剂具有毒性， 而且价格较高，溶剂热法所需时间较长，软模板法需要煅烧除去模板，后续工作量大，操作 繁琐等。此外，上述方法难以实现工业化放大生产。 综上所述，亟需开发一种简单易行、低成本且适合工业放大的超细氧化亚铜的制 备方法。本专利技术以廉价易得的硝酸铜、硫酸铜、醋酸铜、氯化铜为前驱物，采用连续进料的方 法进行超细氧化亚铜的制备。该方法工艺简单、成本低、反应时间短、无污染、适合大规模生 产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种连续化制备超细氧化亚铜的方法及其在光催化降解 甲基橙中的应用。该方法采用连续进料的方法制备超细氧化亚铜，反应时间短、对原料的适 用性强；所用原料廉价；制备产物易分离无污染、适合大规模生产。 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的： 一种超细氧化亚铜的连续化生产方法，所述方法包括以下过程：首先将铜盐作为原料 溶解于低碳醇中制成浓度为〇. 005~0. 05M的前驱体溶液，然后利用高压泵将前驱体溶液连 续通过耐压管式反应器，控制反应器温度为100~250 °C，反应压力为0. 1~20MPa，并使前驱 体溶液在反应器中停留0.05~1.0h，将流出反应器的产品溶液收集后，离心，经过洗涤、真 空干燥后得到超细氧化亚铜粉末。 所述的一种超细氧化亚铜的连续化生产方法，所述铜盐包括为硝酸铜、硫酸铜、醋 酸铜、氯化铜中的一种或几种混合物。 所述的一种超细氧化亚铜的连续化生产方法，所述低碳醇包括甲醇、乙醇中的一 种或两种混合物。 所述的一种超细氧化亚铜的连续化生产方法，所述前驱体溶液浓度为0. 005~0. 05 M0 所述的一种超细氧化亚铜的连续化生产方法，所述反应器温度为100~250 °C，反 应压力为0. 1~20MPa，前驱体溶液在反应器中的停留时间为0. 05~1. 0h。 一种超细氧化亚铜的应用，其特征在于，所述的超细氧化亚铜粉末适用于光催化 降解甲基橙。 本专利技术的优点与效果是： 该方法可连续进料、连续出料，反应时间短、反应温度和压力较低，整个过程工艺简单； 制备方法对原料适用性强；制备过程产品容易分离、无污染，能实现工业化生产。将本专利技术 制备的氧化亚铜粉末用于光催化降解甲基橙，具有良好的降解效果。【附图说明】 图1为制得的氧化亚铜的XRD谱图。【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。 以下通过实例对本专利技术做进一步阐述，但不限制本专利技术。该制备方法的操作步骤 为： 首先将铜盐作为原料溶解于低碳醇中制成浓度为〇. 005~0. 05M的前驱体溶液，然后利 用高压泵将前驱体溶液连续通过耐压管式反应器，控制反应器温度为1〇〇~250 °C，反应压 力为0. 1~20MPa，并使前驱体溶液在反应器中停留0.05~1.0h，将流出反应器的产品溶液 收集后，离心，经过洗涤、真空干燥后得到超细氧化亚铜粉末。其中铜盐为硝酸铜、硫酸铜、 醋酸铜、氯化铜中的一种或几种混合物；低碳醇为甲醇、乙醇中的一种或两种混合物。 将上述制得的超细氧化亚铜粉末用于光催化降解甲基橙，具体步骤为：将适量氧 化亚铜加入一定浓度的甲基橙溶液中，首先在黑暗环境下搅拌Ih，然后在可见光照射下搅 拌；每隔0. 5h取样、离心分离，取上层清液，测试吸光度，计算平衡时降解率。 实施例1 : 称取9. 38g硝酸铜溶解于1000mL甲醇中制成0. 05M的溶液，利用高压泵将硝酸铜 溶液泵入预热的管式反应器中，反应器温度为100 °C，通过背压阀控制体系压力6MPa，通 过溶液流速控制使溶液在反应器内停留〇.Ih，连续反应10. 0h后，将收集的产品溶液离 心，依次用去离子水、无水甲醇洗涤三次，在60°C下真空干燥后得到超细氧化亚铜粉末I. 1 g° 实施例2: 将10.0g硫酸铜加入到2.0L乙醇中制成前驱体溶液，待管式反应器温度控制为200 °〇后，用高压泵将上述溶液连续泵入反应器中，控制反应体系压力为14MPa，硫酸铜乙醇溶 液在反应器内停留0.5h后流出反应器并收集，连续反应5.0h后，将收集的产品溶液离 心，依次用去离子水、无水乙醇洗涤三次，在80 °C下真空干燥后得到0.45g超细氧化亚铜 粉末。 实施例3: 称取3.29g醋酸铜和2.8g氯化铜溶解于甲醇中制成0.011M的混合前驱体溶液，利 用高压泵将上述溶液连续通过预热至250 °C的管式反应器，通过背压阀控制体系压力0. 5 MPa，通过溶液流速控制使溶液在反应器内保持0.8h，连续反应12.0h后，将收集的产品溶 液离心，依次用去离子水、无水甲醇洗涤三次，在60 °C下真空干燥后得到超细氧化亚铜粉 末 0.9g。 实施例4: 将22.5g硝酸铜加入到2.0L乙醇和1.0L甲醇的混合溶剂中制成前驱体溶液，待管 式反应器温度控制为160 °C后，用高压泵将上述溶液连续泵入反应器中，控制反应体系压 力为20MPa，硫酸铜乙醇溶液在反应器内停留0.05h后流出反应器并收集，连续反应20.0 h后，将收集的产品溶液离心，依次用去离子水、无水乙醇洗涤三次，在90 °C下真空干燥后 得到3. 78g超细氧化亚铜粉末。 表1为不同实施例中获得的超细氧化亚铜粉末光催化降解甲基橙结果【主权项】1. 一种超细氧化亚铜的连续化生产方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：首先 将铜盐作为原料溶解于低碳醇中制成浓度为0. 005~0. 05 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超细氧化亚铜的连续化生产方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：首先将铜盐作为原料溶解于低碳醇中制成浓度为0.005~0.05 M的前驱体溶液，然后利用高压泵将前驱体溶液连续通过耐压管式反应器，控制反应器温度为100~250 ℃，反应压力为0.1~20 MPa，并使前驱体溶液在反应器中停留0.05~1.0 h，将流出反应器的产品溶液收集后，离心，经过洗涤、真空干燥后得到超细氧化亚铜粉末。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李双明，葛新，张哲，姜胜南，于三三，李文秀，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21