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新型热源下超细铜粉的制备及表面活性剂应用研究

于梦娇  
【摘要】: 随着对超细铜粉特殊性能研究的深入,其应用领域也越来越广泛。主要应用于导电材料、催化剂、润滑油添加剂、纳米晶铜、医药等领域中,大大推进了这些领域的发展。本研究在参考大量国内外文献的基础上,深入了解超细铜粉的各种制备方法及特点,主要研究了液相还原法制备超细铜粉。通过激光粒度分析仪、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)及能谱仪(EDS)等手段对铜粉进行表征。该方法具有设备简单、操作方便、实验室易于实现的特点。 本论文的创新之处在于: (1).采用新型热源进行加热,液相法制备超细铜粉。新型热源为超声场及微波场,分别考察了两种热源的主要影响因素。针对超声场,考察了超声功率、时间、周期等因素;针对微波场考察了功率、时间等影响因素。通过正交试验的方法,分别得到了两种热源影响因素的大小关系及优化工艺条件,同时与一般加热方法进行比较。结论:超声作热源,可在铜粒子形成的初期进行分散,有效的控制了铜粉的粒度及分布,得到的纳米铜粉粒径可控且分布均匀;微波作热源,提高了成核速率,加快了反应速度,提高了制备效率,但对铜粉的粒度有一定影响。 (2).对表面活性剂进行了较为深入的研究,包括:表面活性剂的用量、种类及复配。对非离子表面活性剂及高分子类表面活性剂的单独作用效果及复配作用效果进行了考察。得到在本实验条件下表面活性剂的适宜用量及具有协同效应的复配方法。 (3).选择了还原性强弱不同的两种还原剂对铜盐进行还原,分别考察了两种还原剂对超细铜粉的不同作用效果。 (4).纳米铜粉制备的优化工艺条件:在水浴温度50℃,采用水合肼为还原剂,Cu~(2+)初始浓度为0.08mol/L,超声功率为60W,超声时间为每次4min,周期为2次,加入适量的PVP及SDS的条件下,制备出粒度分布均匀,粒径窄,表面无氧化,晶型良好的纳米铜粉。 (5).在一定的反应条件下,制备出具有一定规则形状的超细铜粉。如棒状,六边形,三角形,蠕虫状等。


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