一种纳米氧化铜的制备方法技术

本发明专利技术公开一种纳米氧化铜的制备方法。将氯化亚铜原料加入氨水溶解，然后再加入β‑羟乙基乙酸酯，然后放入密闭反应釜内，搅拌反应然后过滤，得到的滤渣经过热纯水洗涤，得到氯化亚铜颗粒；配制硝酸铜溶液，然后将氯化亚铜颗粒加入进行浆化，然后加入尿素,搅拌溶解，放入高压反应釜内，高温高压搅拌反应，将反应产物经过过滤后，得到第三滤液和第三滤渣，将第三滤渣经过热纯水洗涤，得到氧化铜滤渣；将热水洗涤后的氧化铜滤渣经过真空烘干，然后经过气流破碎，经过150‑250目筛网筛分，得到纳米氧化铜。本发明专利技术工艺简单，成本低，且生产效率高，得到的纳米氧化铜分散性好，粒度分布均匀，且氧化铜的纯度高，杂质含量低。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米氧化铜的制备方法
本专利技术涉及一种纳米氧化铜的制备方法，属于纳米材料制备

技术介绍
氧化铜(Cupricoxide，化学式CuO)是一种铜的黑色氧化物，略显两性，稍有吸湿性。相对分子质量为79.545，密度为6.3～6.9g/cm3，熔点1026℃。其不溶于水和乙醇，溶于酸、氯化铵及氰化钾溶液，氨溶液中缓慢溶解，能与强碱反应。氧化铜主要用于制人造丝、陶瓷、釉及搪瓷、电池、石油脱硫剂、杀虫剂，也供制氢、催化剂、绿色玻璃等用。其在化学方面用作氧化剂；气体分析中测定碳；作为有机反应催化剂，制造人造丝和其它铜化合物。工业方面：用作玻璃、搪瓷、陶瓷工业的着色剂，油漆的防皱剂，光学玻璃的磨光剂。用于人造丝制造工业及油脂的脱硫剂。用作其他铜盐制造的原料，也是制人造宝石的原料。在磁性材料生产中用作镍锌铁氧体及热敏元件的原料。其他：制造烟火、触媒、及电镀行业。纳米氧化铜不同于常规氧化铜，由于其晶粒尺寸小，比表面积大，使其具有独特的电、磁、光、化学等特性。近些年，其应用范围越来越广阔。常用的纳米氧化铜粉体制备方法以液相法和固相法为主，在保证制备出性能良好纳米氧化铜粉体的同时，还要确保所选制备工艺简单易操作。但是现有的制备方法工艺复杂、成本高，生产效率低，产品分散性差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种纳米氧化铜的制备方法，工艺简单，成本低，且生产效率高，得到的纳米氧化铜分散性好，粒度分布均匀，且氧化铜的纯度高，杂质含量低。本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：一种纳米氧化铜的制备方法，其为以下步骤：(1)将氯化亚铜原料加入氨水在温度为35-40℃下搅拌溶解2-3小时，然后过滤，搅拌速度为100-150r/min,得到第一滤液和第一滤渣，将第一滤液加入十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇的混合溶液，使得混合溶液中十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇总质量分数为0.1-0.2％，然后再加入β-羟乙基乙酸酯，然后放入密闭反应釜内，在温度85-95℃搅拌反应1-2小时，搅拌速度为200-250r/min，然后过滤，得到第二滤液和第二滤渣，将第二滤渣经过热纯水洗涤，得到氯化亚铜颗粒；(2)配制硝酸铜溶液，然后将氯化亚铜颗粒加入进行浆化，浆化完毕加入十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇的混合溶液，使得混合溶液中十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇总质量分数为0.25-0.3％,然后加入尿素,搅拌溶解，放入高压反应釜内，升温至温度为140-145℃，压力为1.5-2.5个大气压，搅拌2-3小时，搅拌速度为200-250r/min，将反应产物经过过滤后，得到第三滤液和第三滤渣，将第三滤渣经过热纯水洗涤，得到氧化铜滤渣；(3)将热水洗涤后的氧化铜滤渣经过真空烘干，烘干至水分含量低于0.5％，然后经过气流破碎，经过150-250目筛网筛分，得到纳米氧化铜。所述步骤(1)氯化亚铜原料中镍和钴含量低于20ppm，氯化亚铜原料的粒径小于100微米，氨水的浓度为5-6mol/L，氯化亚铜原料中氯化亚铜与氨水中氨的摩尔比为1:4.2-5,十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇的混合溶液中十二烷基苯磺酸钠的质量分数为0.5-1％，聚乙二醇的质量分数0.5-1％，加入的β-羟乙基乙酸酯与第一滤液中亚铜离子的摩尔数之比为2-2.5:1,第二滤渣与热纯水的质量比为1:4-5,热纯水的温度为85-95℃。所述步骤(2)中硝酸铜溶液的浓度为0.5-0.65mol/L，硝酸铜溶液的pH为3-3.5,硝酸铜为工业纯，浆化料中硝酸铜与氯化亚铜的摩尔比为1.05-1.1:3,十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇的混合溶液中十二烷基苯磺酸钠的质量分数为0.5-1％，聚乙二醇的质量分数0.5-1％,加入的尿素与浆化料中氯化亚铜的摩尔数为1.1-1.2:1，在高压反应釜内反应得到的一氧化氮气体经过碱溶液进行喷淋吸收，第三滤渣与热纯水的质量比为1:5-6,热纯水的温度为85-95℃。所述步骤(3)中真空烘干的温度为85-90℃。所述步骤(1)中第一滤渣返回与氯化亚铜原料一起继续与氨水混合搅拌溶解，第二滤液经过浓缩结晶得到乙酸铵晶体，浓缩结晶蒸发出的蒸馏水返回做纯水使用。所述步骤(2)中的第三滤液经过浓缩结晶得到氯化铵晶体，浓缩结晶蒸发出的蒸馏水返回做纯水使用。本专利技术是将普通的氯化亚铜颗粒，在氨水的络合作用下，发生溶解反应，反应方程式如下：2CuCl+2nNH3-----2Cu(NH3)n++2Cl-将亚铜离子与氨络合的络离子加入β-羟乙基乙酸酯，β-羟乙基乙酸酯在高温下缓慢水解成得到乙酸，乙酸与氨反应，从而逐渐降低游离氨的浓度，则逐渐将亚铜离子释放出去，再与氯离子结合，又得到氯化亚铜沉淀，通过均相沉淀，得到的氯化亚铜纯度高、粒度分布均匀且分散性好，此过程得到的氯化亚铜颗粒的检测结果如下：将氯化亚铜颗粒，加入硝酸铜，在同时加入尿素，则发生如下反应：6CuCl+Cu(NO3)2+3H2O------7CuO+2NO+6HCl3CO(NH2)2+3H2O-----3CO2+6NH36HCl+6NH3------6NH4Cl硝酸铜与氯化亚铜固体在高温下发生氧化还原反应和水热反应，得到纳米氧化铜颗粒，同时反应得到盐酸，而尿素在高温下发生反应得到二氧化碳和氨，氨与生成得到的盐酸反应得到氯化铵，从而促进氧化铜的生成，通过氧化还原反应、均相沉淀以及高温水解反应，控制氧化铜的生长速度，同时加入的十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇的混合溶液，起到了分散作用，最终得到的氧化铜的指标如下：指标主含量一次粒径D10D50D90数值＞99.5％20-50nm100-200nm400-500nm750-850nmD100NH4+MgNaNiCo＜950nm2-5ppm1-5ppm1-5ppm1-5ppm1-5ppmMnZnFeTiAlPb2-6ppm1-2ppm2-3ppm0.1-0.5ppm0.5-1ppm2-5ppm振实密度硫酸根氯离子BET硝酸根形貌1.0-1.2g/mL2-3ppm10-20ppm50-60m2/g2-5ppm球型或类球型得到的废水经过浓缩结晶得到乙酸铵和氯化铵，用于回收副产物，蒸发出来的水经过冷凝后返回使用。本专利技术的有益效果是：1.本专利技术巧妙的采用普通的氯化亚铜为原料，原料廉价易得，经过氨水溶解和β-羟乙基乙酸酯的缓慢水解，可以得到纯度高，分散性好、粒度分布均匀的氯化亚铜沉淀。2.巧妙的采用硝酸铜为氧化剂，即可以提供铜离子，提高氧化铜的制备效率，又可以提供氧化剂，将亚铜离子氧化为铜离子，再加入尿素，在高温下，尿素能够分解得到氨，与氧化产生的盐酸反应得到氯化铵，从而促进氧化铜的产生，得到的纳米氧化铜颗粒粒度分布均匀，形貌为球型或者类球型，振实密度高，分散性好、纯度高。具体实施方式以下将结合具体实施例对本专利技术进行详细说明，本实施例的一种纳米氧化铜的制备方法，其为以下步骤：(1)将氯化亚铜原料加入氨水在温度为35-40℃下搅拌溶解2-3小时，然后过滤，搅拌速度为100-150r/min,得到第一滤液和第一滤渣，将第一滤液加入十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇的混合溶液，使得混合溶液中十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇总质量分数为0.1-0.2％，然后再加入β-羟乙基乙酸酯，然后放入密闭反应釜内，在温度85-95℃搅拌反应1-2小时，搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米氧化铜的制备方法，其特征在于，为以下步骤：(1)将氯化亚铜原料加入氨水在温度为35‑40℃下搅拌溶解2‑3小时，然后过滤，搅拌速度为100‑150r/min,得到第一滤液和第一滤渣，将第一滤液加入十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇的混合溶液，使得混合溶液中十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇总质量分数为0.1‑0.2％，然后再加入β‑羟乙基乙酸酯，然后放入密闭反应釜内，在温度85‑95℃搅拌反应1‑2小时，搅拌速度为200‑250r/min，然后过滤，得到第二滤液和第二滤渣，将第二滤渣经过热纯水洗涤，得到氯化亚铜颗粒；(2)配制硝酸铜溶液，然后将氯化亚铜颗粒加入进行浆化，浆化完毕加入十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇的混合溶液，使得混合溶液中十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇总质量分数为0.25‑0.3％,然后加入尿素,搅拌溶解，放入高压反应釜内，升温至温度为140‑145℃，压力为1.5‑2.5个大气压，搅拌2‑3小时，搅拌速度为200‑250r/min，将反应产物经过过滤后，得到第三滤液和第三滤渣，将第三滤渣经过热纯水洗涤，得到氧化铜滤渣；(3)将热水洗涤后的氧化铜滤渣经过真空烘干，烘干至水分含量低于0.5％，然后经过气流破碎，经过150‑250目筛网筛分，得到纳米氧化铜。...

【技术特征摘要】
1.一种纳米氧化铜的制备方法，其特征在于，为以下步骤：(1)将氯化亚铜原料加入氨水在温度为35-40℃下搅拌溶解2-3小时，然后过滤，搅拌速度为100-150r/min,得到第一滤液和第一滤渣，将第一滤液加入十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇的混合溶液，使得混合溶液中十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇总质量分数为0.1-0.2％，然后再加入β-羟乙基乙酸酯，然后放入密闭反应釜内，在温度85-95℃搅拌反应1-2小时，搅拌速度为200-250r/min，然后过滤，得到第二滤液和第二滤渣，将第二滤渣经过热纯水洗涤，得到氯化亚铜颗粒；(2)配制硝酸铜溶液，然后将氯化亚铜颗粒加入进行浆化，浆化完毕加入十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇的混合溶液，使得混合溶液中十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇总质量分数为0.25-0.3％,然后加入尿素,搅拌溶解，放入高压反应釜内，升温至温度为140-145℃，压力为1.5-2.5个大气压，搅拌2-3小时，搅拌速度为200-250r/min，将反应产物经过过滤后，得到第三滤液和第三滤渣，将第三滤渣经过热纯水洗涤，得到氧化铜滤渣；(3)将热水洗涤后的氧化铜滤渣经过真空烘干，烘干至水分含量低于0.5％，然后经过气流破碎，经过150-250目筛网筛分，得到纳米氧化铜。2.根据权利要求1所述的一种纳米氧化铜的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)氯化亚铜原料中镍和钴含量低于20ppm，氯化亚铜原料的粒径小于100微米，氨水的浓度为5-6mol/L，氯化亚铜原料中氯化亚铜...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋央芳，
申请(专利权)人：蒋央芳，
类型：发明
国别省市：浙江,33