一种纳米氧化亚铜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米氧化亚铜的制备方法，属于无机化学合成领域发明专利技术首先用苹果酸将溶液中铜离子络合屏蔽，再利用自行培养微生物的三羧酸循环消耗溶液中的苹果酸，使铜离子逐步释放，同时被葡萄糖还原为亚铜离子，再利用聚苯乙烯丙烯酸表面的‑COOH基团，与CuCl溶液水解产物CuOH胶体颗粒表面的静电和化学吸附作用，均匀吸附于聚苯乙烯丙烯酸模板表面，形成溶胶，在加热升温条件下，CuOH胶体脱水，生成Cu2O晶核，长大后的Cu2O晶体均匀的包裹于聚苯乙烯丙烯酸表面，沉淀析出，再将其转入无氧条件下煅烧，使聚苯乙烯丙烯酸内核分解，得到纯净Cu2O粉末。本发明专利技术制备工艺简单，所得Cu2O形貌均匀，粒径易控制，且分布范围窄，均在纳米级。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种纳米氧化亚铜的制备方法，属于无机化学合成领域。
技术介绍
氧化亚铜，为铜的一价氧化物，鲜红色粉末状固体，几乎不溶于水，常用于制造船底防污漆，杀虫剂，及陶瓷和搪瓷的着色剂等。而纳米级的氧化亚铜市一中新型的p型半导体材料，具有良好的催化活性，此外还具有极强的吸附性能和低温顺磁性等特性，因其独特的性质而在诸多领域有着广泛的应用。目前，工业生产上普遍使用的氧化亚铜生产方法为液相沉淀和干法煅烧，液相沉淀方法通常在水相中，利用水合肼和甲醛等为还原剂，还原铜离子，得到纳米Cu2O，此方法生产成本较低，可得到的氧化亚铜粒径小且均一，操作方法简单，但是生产过程中有毒还原剂的使用，造成了严重的环境污染，且生产现场工作环境较差；对于干法煅烧，此方法将铜粉与氧化铜混合后，经煅烧制得氧化亚铜，虽操作简单，但是能耗高，且得到的氧化亚铜纯度不高，晶体形貌不可控，粒径较大，利用价值不高。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题：针对目前氧化亚铜制备过程中出现的，晶体形貌不可控，需要用到水合肼等还原剂，对环境产生严重污染的问题，提供了一种氧化亚铜的制备方法，本专利技术首先用苹果酸将溶液中铜离子络合屏蔽，再利用自行培养微生物的三羧酸循环消耗溶液中的苹果酸，使铜离子逐步释放，同时被葡萄糖还原为亚铜离子，再利用聚苯乙烯丙烯酸表面的-COOH基团，与CuCl溶液水解产物CuOH胶体颗粒表面的静电和化学吸附作用，均匀吸附于聚苯乙烯丙烯酸模板表面，形成溶胶，在加热升温条件下，CuOH胶体脱水，生成Cu2O晶核，长大后的Cu2O晶体均匀的包裹于聚苯乙烯丙烯酸表面，沉淀析出，再将其转入无氧条件下煅烧，使聚苯乙烯丙烯酸内核分解，得到纯净Cu2O粉末。本专利技术制备工艺简单，所得Cu2O形貌均匀，粒径易控制，且分布范围窄，均在纳米级。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）称取10～20g废弃葡萄皮，放入组织粉碎机中粉碎，将粉碎后的葡萄皮和10～20g二沉池活性污泥，置于马铃薯蔗糖培养基，再移入35～45℃恒温培养箱中，培养5～7天，用去离子水淋洗培养基表面，得混合微生物淋洗液，备用；（2）依次称取8～10g聚苯乙烯丙烯酸，6～10g苹果酸和5～10g葡萄糖，加入盛有150～200mL去离子水的密闭容器中，将其移入75～85℃恒温水浴锅中，在400～500r/min转速下，恒温搅拌1～2h，再以8～10mL/min的速率向密闭容器中通入氮气，直至置换出所有空气为止，制成混合水乳液；（3）将上述所得混合水乳液移出恒温水浴锅，自然冷却至室温，量取80～100mL浓度为0.2～0.4mol/LCuCl2溶液，在搅拌状态下，用滴液漏斗缓慢滴加至冷却的混合水乳液中，控制滴加速度，使其3～5h内滴加完毕，再量取10～20mL备用的混合微生物淋洗液，加入冷却的混合水乳液中，继续搅拌2～4h；（4）将密闭容器移入80～90℃恒温水浴锅中，启动搅拌电机，在600～800r/min转速下，恒温搅拌3～5h，趁热过滤，用去离子水洗涤滤渣，直至洗涤水成中性，再用无水乙醇冲洗3～5次；（5）将上述洗涤后的滤渣放入真空干燥箱中，在80～95℃条件下，干燥20～24h，得到聚苯乙烯丙烯酸/氧化亚铜粉末，将所得粉末转入马弗炉，以8～10mL/min的速率向炉中通入氮气，直至置换出所有空气为止，在400～500℃条件下煅烧2～4h，得到鲜红色粉末，即为氧化亚铜。所述的马铃薯蔗糖培养基是由8～10g马铃薯淀粉，20～30g蔗糖，25～30g琼脂与800～1000mL去离子水混合而成。本专利技术的具体应用方法：量取1～2L亚甲基蓝有机废水，测量废水中亚甲基蓝的含量，并记录，再称取5～10g本专利技术所得氧化亚铜粉末，倒入上述亚甲基蓝有机废水中，用玻璃棒搅拌1～2min，在50～60min后，再次测量废水中亚甲基蓝的含量，与之前记录数据对比，亚甲基蓝的降解率达到92～96%。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术所得氧化亚铜粉末为纳米级，具有良好的催化活性、极强的吸附性能和低温顺磁性等特性；（2）本专利技术生产方法与传统方法相比具有环境友好，能耗低和原料来源丰富等特点，具有良好的市场应用前景。具体实施方式称取10～20g废弃葡萄皮，放入组织粉碎机中粉碎，将粉碎后的葡萄皮和10～20g二沉池活性污泥，置于马铃薯蔗糖培养基，再移入35～45℃恒温培养箱中，培养5～7天，用去离子水淋洗培养基表面，得混合微生物淋洗液，备用；依次称取8～10g聚苯乙烯丙烯酸，6～10g苹果酸和5～10g葡萄糖，加入盛有150～200mL去离子水的密闭容器中，将其移入75～85℃恒温水浴锅中，在400～500r/min转速下，恒温搅拌1～2h，再以8～10mL/min的速率向密闭容器中通入氮气，直至置换出所有空气为止，制成混合水乳液；将上述所得混合水乳液移出恒温水浴锅，自然冷却至室温，量取80～100mL浓度为0.2～0.4mol/LCuCl2溶液，在搅拌状态下，用滴液漏斗缓慢滴加至冷却的混合水乳液中，控制滴加速度，使其3～5h内滴加完毕，再量取10～20mL备用的混合微生物淋洗液，加入冷却的混合水乳液中，继续搅拌2～4h；将密闭容器移入80～90℃恒温水浴锅中，启动搅拌电机，在600～800r/min转速下，恒温搅拌3～5h，趁热过滤，用去离子水洗涤滤渣，直至洗涤水成中性，再用无水乙醇冲洗3～5次；将上述洗涤后的滤渣放入真空干燥箱中，在80～95℃条件下，干燥20～24h，得到聚苯乙烯丙烯酸/氧化亚铜粉末，将所得粉末转入马弗炉，以8～10mL/min的速率向炉中通入氮气，直至置换出所有空气为止，在400～500℃条件下煅烧2～4h，得到鲜红色粉末，即为氧化亚铜。所述的马铃薯蔗糖培养基是由8～10g马铃薯淀粉，20～30g蔗糖，25～30g琼脂与800～1000mL去离子水混合而成。实例1称取10g废弃葡萄皮，放入组织粉碎机中粉碎，将粉碎后的葡萄皮和10g二沉池活性污泥，置于马铃薯蔗糖培养基，再移入35℃恒温培养箱中，培养5天，用去离子水淋洗培养基表面，得混合微生物淋洗液，备用；依次称取8g聚苯乙烯丙烯酸，6g苹果酸和5g葡萄糖，加入盛有150mL去离子水的密闭容器中，将其移入75℃恒温水浴锅中，在400r/min转速下，恒温搅拌1h，再以8mL/min的速率向密闭容器中通入氮气，直至置换出所有空气为止，制成混合水乳液；将上述所得混合水乳液移出恒温水浴锅，自然冷却至室温，量取80mL浓度为0.2mol/LCuCl2溶液，在搅拌状态下，用滴液漏斗缓慢滴加至冷却的混合水乳液中，控制滴加速度，使其3h内滴加完毕，再量取10mL备用的混合微生物淋洗液，加入冷却的混合水乳液中，继续搅拌2h；将密闭容器移入80℃恒温水浴锅中，启动搅拌电机，在600r/min转速下，恒温搅拌3h，趁热过滤，用去离子水洗涤滤渣，直至洗涤水成中性，再用无水乙醇冲洗3次；将上述洗涤后的滤渣放入真空干燥箱中，在80℃条件下，干燥20h，得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米氧化亚铜的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取10～20g废弃葡萄皮，放入组织粉碎机中粉碎，将粉碎后的葡萄皮和10～20g二沉池活性污泥，置于马铃薯蔗糖培养基，再移入35～45℃恒温培养箱中，培养5～7天，用去离子水淋洗培养基表面，得混合微生物淋洗液，备用；（2）依次称取8～10g聚苯乙烯丙烯酸，6～10g苹果酸和5～10g葡萄糖，加入盛有150～200mL去离子水的密闭容器中，将其移入75～85℃恒温水浴锅中，在400～500r/min转速下，恒温搅拌1～2h，再以8～10mL/min的速率向密闭容器中通入氮气，直至置换出所有空气为止，制成混合水乳液；（3）将上述所得混合水乳液移出恒温水浴锅，自然冷却至室温，量取80～100mL浓度为0.2～0.4mol/LCuCl2溶液，在搅拌状态下，用滴液漏斗缓慢滴加至冷却的混合水乳液中，控制滴加速度，使其3～5h内滴加完毕，再量取10～20mL备用的混合微生物淋洗液，加入冷却的混合水乳液中，继续搅拌2～4h；（4）将密闭容器移入80～90℃恒温水浴锅中，启动搅拌电机，在600～800r/min转速下，恒温搅拌3～5h，趁热过滤，用去离子水洗涤滤渣，直至洗涤水成中性，再用无水乙醇冲洗3～5次；（5）将上述洗涤后的滤渣放入真空干燥箱中，在80～95℃条件下，干燥20～24h，得到聚苯乙烯丙烯酸/氧化亚铜粉末，将所得粉末转入马弗炉，以8～10mL/min的速率向炉中通入氮气，直至置换出所有空气为止，在400～500℃条件下煅烧2～4h，得到鲜红色粉末，即为氧化亚铜。...

【技术特征摘要】
1.一种纳米氧化亚铜的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取10～20g废弃葡萄皮，放入组织粉碎机中粉碎，将粉碎后的葡萄皮和10～20g二沉池活性污泥，置于马铃薯蔗糖培养基，再移入35～45℃恒温培养箱中，培养5～7天，用去离子水淋洗培养基表面，得混合微生物淋洗液，备用；
（2）依次称取8～10g聚苯乙烯丙烯酸，6～10g苹果酸和5～10g葡萄糖，加入盛有150～200mL去离子水的密闭容器中，将其移入75～85℃恒温水浴锅中，在400～500r/min转速下，恒温搅拌1～2h，再以8～10mL/min的速率向密闭容器中通入氮气，直至置换出所有空气为止，制成混合水乳液；
（3）将上述所得混合水乳液移出恒温水浴锅，自然冷却至室温，量取80～100mL浓度为0.2～0.4mol/LCuCl2溶液，在搅拌状态下，用滴液漏斗缓慢滴加至冷却的混合水乳液中，控制滴加速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭迎庆，许博伟，
申请(专利权)人：郭迎庆，
类型：发明
国别省市：江苏;32