撞擊流反應(yīng)器制備納米銅粉的研究

周玉新，董 杰，郭 嘉，朱 瑛

(武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院，綠色化工過程省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢430074)

與普通銅粉相比，納米銅粉具有如下特性:①低熔點(diǎn)、高比熱容、高熱膨脹系數(shù);②高反應(yīng)活性、高擴(kuò)散率;③高強(qiáng)度、高韌性、高塑性;④奇特磁性;⑤極強(qiáng)的吸波性［1］。納米銅粉可作催化劑及導(dǎo)電材料直接應(yīng)用于化工行業(yè)，也可用于高級(jí)潤(rùn)滑劑。迄今為止，納米銅粉的制備方法主要有:電解法、機(jī)械化學(xué)法、γ－射線法、氣相蒸汽法、等離子體法及液相還原法［2－5］等。而液相還原法制備納米銅粉具有獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)，如設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝流程短、易工業(yè)化生產(chǎn)。但在還原劑的選擇上有一定的要求。目前，常用的還原劑有甲醛、抗壞血酸、次亞磷酸鈉、水合肼等［6－8］。但是，這些還原劑有的有劇毒，有的還原能力差，有的成本太高，有的反應(yīng)易引入其他雜質(zhì)。本文在堿性條件下，用硼氫化鉀還原硫酸銅制備納米銅粉，能在很短時(shí)間內(nèi)將反應(yīng)體系中生成的氫氧化銅和氧化銅微粒還原成納米粒子銅，不會(huì)出現(xiàn)氧化亞銅中間體;粒子成核速度快，生長(zhǎng)時(shí)間短。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

CuSO4·5H2O(CP)，KOH(CP)，NH3·H2O(AR)，KBH4(AR)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(AR)。自制臥式浸沒循環(huán)撞擊流反應(yīng)器(SCISR)，真空干燥箱，DZF－6020型電子恒速攪拌器，GS12－B型循環(huán)水多用真空泵，SHB－3型低溫冷卻循環(huán)泵，ACG－4013型超級(jí)恒溫水浴槽，XD－5A型X射線衍射儀，透射電鏡。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

稱取一定質(zhì)量的硼氫化鉀并溶解于8 mol/L的氫氧化鉀溶液中，加蒸餾水稀釋至2000 mL。將上述溶液加熱升溫至一定溫度后轉(zhuǎn)移到SCISR中，啟動(dòng)SCISR內(nèi)導(dǎo)流筒的螺旋槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)。……