銅鋅合金粉的制備及其性能研究

超細(xì)銅粉以其大的比表面積、低電阻等性能，在催化劑、導(dǎo)電膠等領(lǐng)域的研究和應(yīng)用日益受到人們的關(guān)注，并得到了很快的發(fā)展，但超細(xì)銅粉的制備仍是制約其發(fā)展的關(guān)鍵之一。本文對(duì)超細(xì)銅粉的制備及其性能進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容包括超細(xì)銅粉的制備、粒徑測(cè)定、成份分析、微觀結(jié)構(gòu)分析。

本文以甲醛為還原劑，硫酸銅為原料，在液相中制備出高分散的超細(xì)銅粉，粒徑達(dá)到120nm。以葡萄糖預(yù)還原制備的銅粉很均勻，呈球形，但粒徑達(dá)到微米級(jí)；以甲醛直接還原硫酸銅，通過(guò)控制反應(yīng)條件可以制得粒徑為120nm的超細(xì)銅粉。適宜的HCH0/Cu<'2+>(摩爾比)為2.5:1，硫酸銅濃度為0.5 mol/L，溫度為60℃。初始pH值為12.5～13、使用酒石酸鉀鈉作絡(luò)合劑可以保證反應(yīng)順利進(jìn)行。使用表面活性劑可提高超細(xì)銅粉的分散性，PVP和明膠配合作表面活性劑時(shí)，超細(xì)銅粉的顆粒趨于球形，平均粒徑為120nm；少量成核劑的加入可以明顯地加快反應(yīng)速率、減小銅粉粒徑。制備超細(xì)銅粉的條件是：HCHO/Cu<'2+>(摩爾比)為2.5:1，硫酸銅濃度為0.5mol/L，60℃，初始pH值為12.5～13，PVP和明膠配合作表面活性劑，加入少量含超細(xì)銅粒子的溶液作成核劑。

針對(duì)水體日益受到嚴(yán)重污染的現(xiàn)狀，許多水處理方法應(yīng)運(yùn)而生。新近發(fā)展的銅鋅合金濾料在水處理中具有許多優(yōu)勢(shì)，但是它的比表面積比較小，限制了它的應(yīng)用。本文以硫酸銅、硫酸鋅為原料，利用電沉積法制備出超細(xì)銅鋅合金粉，并對(duì)其凈水性能進(jìn)行了測(cè)定。

本文采用電沉積法制備出超細(xì)銅鋅合金粉，研究了Cu<'2+>/zn<,2+>濃度及濃度比、電極、電壓對(duì)超細(xì)銅鋅合金粉成份、反應(yīng)速率的影響。結(jié)果表明：在硫酸銅30g/L、硫酸鋅35g/L、酒石酸鉀鈉141g/L、氫氧化鈉50g/L、pH值12.5、溫度30℃、直流電壓12V的條件下，可以制備出銅鋅比為1：1.1、比表面積為6.93 m<'2>/g的超細(xì)銅鋅合金粉。

將制備的超細(xì)進(jìn)行飲用水凈化試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)：出水余氯濃度隨銅鋅粉加入量的增加而減??；停留時(shí)間是影響銅鋅粉除氯效果的一個(gè)重要因素，隨停留時(shí)間延長(zhǎng)，處理效果變好。銅鋅粉對(duì)低濃度pb<'2+>(15μg/L、100μg/L)具有很好的去除效果，Pb<'2+>濃度為100μg/L的原水經(jīng)銅鋅粉(0.05g/L)處理后，出水水質(zhì)達(dá)到飲用水水質(zhì)要求；每升水中加入0.05g、0.1g銅鋅粉，對(duì)5mg/L的Pb<'2+>的去除率分別為87.9％、92.2％。 Cd<'2+>濃度為7.5μg/L的原水經(jīng)銅鋅粉(0.05g/L)處理后，出水水質(zhì)達(dá)到飲用水水質(zhì)要求；每升水中加入0.05 g、0.1 g銅鋅粉對(duì)25μg/L的Cd<'2+>的去除率分別為32.4％和53.6％。每升水中加入0.05g、0.1g銅鋅粉，對(duì)5 mg/L的Cd<'2+>的去除率分別為40.4％、44.0％，對(duì)0.5 mg/L的Cd<'2+>的去除率分別為84.2％和85.1％。