基本介紹
性狀,溶解性,化學性質,用途,製備,影響,作用機理,
性狀
鹼式碳酸銅 :草綠色的單斜繫結晶纖維狀的團狀物或深綠色的粉狀物;
硝酸銅:藍色斜方片狀晶體;
硫酸銅:天藍色或略帶黃色粒狀晶體;
氯化銅:綠色至藍色粉末或斜方雙錐體結晶;
碳酸銅:綠色粉末,易與水發生雙水合反應,生成鹼式碳酸銅和氫氧化銅。
溶解性
鹼式硫酸銅 :在水中溶解度極小,能溶於稀酸和氨水;
化學性質
銅鹽的化學性質體現在銅離子上。銅離子可以通過還原反應生成銅,銅可以通過氧化反應生成銅離子,銅鹽溶於水或熔融也可以得到銅離子,銅離子可以與氫氧根離子生成不溶於水的Cu(OH)2藍色沉澱,這也是檢驗銅離子的方法之一。銅離子存在於鹼性溶液中就會生成沉澱。銅離子可以用於防毒,在游泳池裡可以適當添加銅離子,故游泳池水通常為藍色。
用途
銅鹽主要用於防毒、驅蟲。
製備
可以用氫氧化銅與相應的酸反應。
可以用單質銅與比銅的金屬活動性順序靠後的金屬(如銀)所形成的鹽類置換。
影響
超細銅粉粒徑小、比表面積大, 有獨特的物理、化學優勢,在催化、電極材料以及印刷電子技術等領域有廣泛套用。銅粉可作為銅漿的主要填料,被廣泛套用於微電子工業,研究其製備過程中相關因素的影響以及工藝參數的最佳化, 對於獲取性能優良、製備成本低的銅粉具有重要理論和實際意義。按原料狀態劃分,超細銅粉製備方法可分為:固相法、氣相法和液相法。固相法主要包括:球磨法、機械化學法;氣相法主要包括:氣相蒸發法、化學氣相反應法;液相法主要包括:超臨界流體乾燥法、γ 射線輻射-水熱結晶聯合法、超聲電解法、水熱法和液相還原法等,其中液相法由於設備簡單、操作流程短以及便於工業化生產等優點而被廣泛套用。按製備工藝劃分,液相還原法分為直接還原法與兩步還原法,其中兩步還原法可改善銅粉粒徑大小、分布情況及形貌特徵,因此決定採用液相兩步還原法來製備超細銅粉。目前,已有一些文獻通過液相法製備超細銅粉,但原料多數是硫酸銅,並且沒有考慮添加表面活性劑,導致銅粉團聚現象較嚴重,粒徑分布較大。
作用機理
以銅粉試樣A0、B0、C0、D0為例, 討論銅鹽種類對製備超細銅粉的影響, 這可能與銅鹽溶液中不同陰離子粒徑以及濃度有關:
(1) 銅鹽中陰離子粒徑大小會影響Cu2+ 在溶液中的分布。相同條件下陰離子粒徑越小, 在Cu2+周圍聚集就越緻密,單個銅顆粒粘附PVP 的量相對減少,導致粒徑分布不均勻,松裝密度變小[20]。陰離子半徑從大到小為:r(CH3COO-)>r(SO42-)>r(NO3- )>r(Cl-), 因此用氯化銅製備的銅粉松裝密度最小。
(2) 銅鹽中儘管Cu2+ 濃度相同,但陰離子濃度不相同。其中SO42-濃度最小,忽略CH3COO-的水解(CH3COO -+H2O→CH3COOH +OH - ),Cl - 、NO3- 和CH3COO-濃度基本相同。SO42- 濃度較小,對Cu2+ 靜電引力較弱,Cu2+ 可被充分還原,因此用硫酸銅為原料製備的銅粉松裝密度較大。Cl-、NO3-和CH3COO-濃度較大,對Cu2+ 靜電引力較強,易聚集在Cu2+ 周圍,阻礙了Cu2+ 的還原過程,因此松裝密度偏小。濃度相同的陰離子,半徑越大流變性越好,可有效降低顆粒表面能,加快反應進行。Cl-半徑最小,流變性最差,因此製得的銅粉松裝密度最小;NO3-半徑居中, 流變性居中,製得銅粉松裝密度也居中;CH3COO-半徑最大,流變性最好,製得的銅粉松裝密度相對較大。