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水合肼液相还原法制备纳米铜粉的研究

李强  
【摘要】: 纳米铜粉具有小尺寸效应的特点,可制作润滑剂、催化剂、导电浆料。此外,纳米铜粉与液体制备的铜-水纳米流体,能作为一种新型传热介质应用在热交换领域,可有效提高热交换设备的传热效率。因此,本文开展了水合肼还原硫酸铜制备纳米铜粉的研究。 本文通过配置一定浓度硫酸铜溶液,经乙二胺四乙酸络合后滴加NaOH溶液调节溶液pH值,再通过加入水合肼还原法制备纳米铜粉。为了获取粒径小及分散性好的铜粉,首先,进行单因素实验,确定相关参数的变化范围,即实验过程中的环境因素水平,以及反应溶液浓度、反应时间、溶液pH值、搅拌速度、分散剂剂量等因素的取值范围;然后,根据正交实验设计规则及各因素水平实验得到的参数取值范围,建立了正交实验表,并据此进行了16组实验;最后,通过对各组实验结果的比较,确定了最佳实验方案,并通过加入分散剂聚乙烯吡咯烷酮提高了铜粉的分散性,得到了粒径大小为60-80nm,分布均匀,分散性较好的纳米铜粉。 通过SEM表征,分析了不同反应条件对纳米铜粉形貌以及粒径大小的影响,验证了本文的最佳实验方案。利用XRD表征测试了纳米铜粉在空气中的氧化情况,证明采用缓蚀剂苯并三氮唑和偶联剂钛酸四丁酯处理后,纳米铜粉的抗氧化性能有了显著的提高,在空气中保存30天不被氧化。


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