一種紫色氧化亞銅的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種紫色氧化亞銅的制備方法，是將銅鹽、助劑及去離子水加入反應釜中混合均勻得到混合液，攪拌下向混合液中同時緩慢地加入銅粉和堿溶液，在溫度為80?100℃、攪拌速度為每分鐘50?200轉、體系pH為4.5?5.5的條件下反應2?4小時；然后維持其它條件不變，在溫度為40?60℃、體系pH為2.5?3.5的條件下繼續(xù)反應2?3小時；反應結束后過濾，濾餅用去離子水洗至pH為7.0?7.5，于100?120℃干燥1?3小時，得到紫色氧化亞銅。與現(xiàn)有方法生產的紅色或暗紅色氧化亞銅產品相比，本發(fā)明生產出的紫色氧化亞銅產品具有更廣的應用范圍及更好的穩(wěn)定性。
【專利說明】
一種紫色氧化亞銅的制備方法
一、技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種氧化亞銅的制備方法，具體地說是一種紫色氧化亞銅的制備方法，屬于新材料制造領域。
二、技術背景
[0002]氧化亞銅是一種性能優(yōu)異、用途廣泛的有色金屬氧化物產品，現(xiàn)主要用于制造船舶防污涂料、殺蟲劑、抑菌劑，用作陶瓷、搪瓷及玻璃的紅色顏料，用于鍍銅及鍍銅合金溶液的配制，用作制造各種銅鹽、銅化合物等。作為一種P型半導體材料，氧化亞銅在太陽能電池、儲氫電池、鋰離子電池、光催化等領域也表現(xiàn)出良好的應用前景。
[0003]目前公開報道的制備氧化亞銅的方法主要有三種:(I)干法。此法是將金屬銅粉烘干后，粉碎至325目，按一定比例與氧化銅細粉混合，送入煅燒爐內于800?900°C下煅燒，取出后再粉碎至325目，即得暗紅色氧化亞銅產品。(2)電解法。該法以銅板作陽極、鈦板作陰極，在含有NaCl、NaOH及少量添加劑的溶液中，于80?90 °C、pHl I?12、電流密度500?1500A/m2等條件下進行電解；電解得到的沉淀經洗凈、干燥得紅色氧化亞銅產品。(3)濕法。將硫酸銅、亞硫酸鈉、燒堿按一定比例分別加入到溶解槽中，加入適量水，通入蒸汽加熱溶解，過濾除去機械雜質，再將溶液送至反應器，在一定溫度下反應至有沉淀生成，同時反應過程有二氧化硫氣體逸出，當二氧化硫逐漸減少時，停止反應，待溶液冷至室溫后過濾，洗滌濾餅至無硫酸根離子為止，將濾餅于100?110°C下烘干6?8小時，再經粉碎、過320目篩即得棕紅色氧化亞銅產品。在濕法中，目前常用的還原劑除亞硫酸鈉外，還有水合肼、葡萄糖、氫氣等。相比較而言，由于濕法制備的氧化亞銅具有粒徑小、純度高、分散性能好等特點，因此該法越來越受到科研人員的重視。
[0004]從上述介紹中不難看出，目前制備的氧化亞銅顏色均較深，主要為紅色、棕紅色或暗紅色產品，使其應用受到了極大的限制，如:只適用于制造顏色偏深或偏暗的船舶防污涂料，而不能制造淺色或彩色的船舶防污涂料等。另外，目前所用方法制得的氧化亞銅產品的穩(wěn)定性均較差，因此為了維持其純度能穩(wěn)定三個月及以上，需在產品中加入適量的抗氧化劑等。
[0005]紫色氧化亞銅不僅擁有氧化亞銅所有的化學性質，而且其顏色較淺，可用于制造淺色或彩色的船舶防污涂料等，故具有更為廣闊的應用前景及良好的開發(fā)價值。迄今尚未見有紫色氧化亞銅及其制備方法的相關文獻報道。
三、
【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明目的是提供一種紫色氧化亞銅的制備方法，以克服現(xiàn)有技術存在的只能制備紅色、棕紅色或暗紅色氧化亞銅等的不足，擴大氧化亞銅產品的應用范圍。
[0007]本發(fā)明解決技術問題采用的技術方案如下:
[0008]本發(fā)明紫色氧化亞銅的制備方法，采用濕法制備，包括如下步驟:
[0009]將銅鹽、助劑及去離子水加入反應釜中混合均勻得到混合液，攪拌下向混合液中同時緩慢地加入銅粉和堿溶液，在溫度為80-100°C、攪拌速度為每分鐘50-200轉、體系pH為4.5-5.5的條件下反應2-4小時;然后維持其它條件不變，在溫度為40-60°C、用l_6mol/L硫酸溶液將體系PH調為2.5-3.5的條件下繼續(xù)反應2-3小時；反應結束后過濾，濾餅用去離子水洗至pH為7.0-7.5，于100-120 °C干燥1-3小時，得到紫色氧化亞銅。分析結果表明，該產品質量達到了 HG/T2961-1999中優(yōu)等品的要求。
[0010] 所述銅粉粒徑< 74μπι、純度2 99.7%。
[0011 ]所述銅鹽為硫酸銅、硝酸銅或乙酸銅等。
[0012]所述助劑為脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES)、琥珀酸二(2-乙基己基)酯磺酸鈉(AOT)、辛基苯基聚氧乙烯醚(0Ρ-10)、十二烷基硫酸鈉(SDS)或聚乙二醇(PEG 800-20000)等。
[0013]所述堿溶液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或氨水等。所述堿溶液的質量濃度為I %?35%。堿溶液的添加量以使體系pH值為4.5-5.5為準。
[0014]所述銅鹽與銅粉的摩爾比為1:0.1-1，所述助劑與總銅的質量比為(0.0001-
0.01):1，體系中總銅含量為1-15(^/1。
[0015]與已有技術相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在:
[0016]1、本發(fā)明制備的是紫色氧化亞銅，與目前制備的紅色、棕紅色或暗紅色氧化亞銅相比，紫色氧化亞銅具有更廣的應用范圍。
[0017]2、本發(fā)明所用還原劑為銅粉，與目前氧化亞銅濕法制備過程中常用的亞硫酸鈉、水合肼、葡萄糖、氫氣等還原劑相比，本發(fā)明具有較高的生產效率、較低的生產成本。
[0018]3、與現(xiàn)有方法生產的紅色、棕紅色或暗紅色氧化亞銅產品相比，本發(fā)明生產出的紫色氧化亞銅產品具有更好的穩(wěn)定性。
四、【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明制備的、在干燥空氣中放置I小時后的紫色氧化亞銅產品照片。從圖1中可以看出，該產品顏色為紫色。
[0020]圖2為本發(fā)明制備的、在干燥空氣中放置6個月后的紫色氧化亞銅產品照片。從圖2中可以看出，該產品顏色仍為紫色，說明其性質很穩(wěn)定。
五、【具體實施方式】
[0021]實施例1:
[0022]將硫酸銅、AOT和去離子水加入反應釜中，攪拌混合均勻得到混合液，攪拌下向混合液中同時緩慢地加入銅粉和氫氧化鈉溶液，其中硫酸銅與銅粉的摩爾比為I: 0.4，AOT與總銅的質量比為0.0005:1，體系中總銅含量為150g/L，加入的氫氧化鈉溶液質量濃度為30%，在溫度為80 °C、攪拌速度為每分鐘100轉、體系pH為5.5的條件下反應4小時;然后維持其它條件不變，在溫度為40°C、用6mol/L硫酸溶液將體系pH調為3.5的條件下繼續(xù)反應2小時;反應結束后過濾，濾餅用去離子水洗至pH為7.1，于105°C干燥2.5小時，得到紫色氧化亞銅。該產品質量達到了 HG/T2961 -1999中優(yōu)等品的要求。
[0023]實施例2:
[0024]將硝酸銅、0P-10和去離子水加入反應釜中，攪拌混合均勻得到混合液，攪拌下向混合液中同時緩慢地加入銅粉和氫氧化鉀溶液，其中硝酸銅與銅粉的摩爾比為1:0.7，0P-10與總銅的質量比為0.001:1，體系中總銅含量為100g/L，加入的氫氧化鉀溶液質量濃度為20%，在溫度為90 °C、攪拌速度為每分鐘200轉、體系pH為5.0的條件下反應3小時;然后維持其它條件不變，在溫度為50°C、用4mol/L硫酸溶液將體系pH調為3.0的條件下繼續(xù)反應2.5小時;反應結束后過濾，濾餅用去離子水洗至pH為7.2，于110°C干燥2小時，得到紫色氧化亞銅。該產品質量達到了 HG/T2961 -1999中優(yōu)等品的要求。
[0025]實施例3:
[0026]將乙酸銅、PEG4000和去離子水加入反應釜中，攪拌混合均勻得到混合液，攪拌下向混合液中同時緩慢地加入銅粉和氨水，其中乙酸銅與銅粉的摩爾比為1: 0.9，PEG4000與總銅的質量比為0.008:1，體系中總銅含量為50g/L，加入的氨水溶液質量濃度為10%。在溫度為95°C、攪拌速度為每分鐘50轉、體系pH為4.5的條件下反應3.5小時;然后維持其它條件不變，在溫度為50°C、用2mol/L硫酸溶液將體系pH調為2.5的條件下繼續(xù)反應2.0小時;反應結束后過濾，濾餅用去離子水洗至PH為7.4，于115°C干燥1.5小時，得到紫色氧化亞銅。該產品質量達到了 HG/T2961 -1999中優(yōu)等品的要求。
【主權項】
1.一種紫色氧化亞銅的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 將銅鹽、助劑及去離子水加入反應釜中混合均勻得到混合液，攪拌下向混合液中同時緩慢地加入銅粉和堿溶液，在溫度為80-100 °C、攪拌速度為每分鐘50-200轉、體系pH為4.5-5.5的條件下反應2-4小時;然后維持其它條件不變，在溫度為40-60°C、用l-6mol/L硫酸溶液將體系PH調為2.5-3.5的條件下繼續(xù)反應2-3小時;反應結束后過濾，濾餅用去離子水洗至pH為7.0-7.5，于100-120 °C干燥1-3小時，得到紫色氧化亞銅。2.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于: 所述銅鹽為硫酸銅、硝酸銅或乙酸銅。3.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于: 所述助劑為脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、琥珀酸二(2-乙基己基)酯磺酸鈉、辛基苯基聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸鈉或聚乙二醇。4.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于: 所述堿溶液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或氨水。5.根據(jù)權利要求1或4所述的制備方法，其特征在于: 所述堿溶液的質量濃度為I %?35 % ;堿溶液的添加量以使體系pH值為4.5-5.5為準。6.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于: 所述銅鹽與銅粉的摩爾比為1:0.1-1，所述助劑與總銅的質量比為(0.0001-0.01):1，體系中總銅含量為l-150g/L。7.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于: 所述銅粉粒徑< 74μ??、純度2 99.7 %。
【文檔編號】C01G3/02GK105858710SQ201610201276
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】于少明, 徐金章, 楊步君, 劉后傳, 張雷
【申請人】合肥工業(yè)大學, 泰興冶煉廠有限公司