高能球磨制備氧化亞銅及鐵錫亞價氧化物的研究.pdf

1、高能球磨技術(shù)由于操作方法簡便，環(huán)境污染少，同時由于機(jī)械力化學(xué)作用，增加了反應(yīng)驅(qū)動力，提高了反應(yīng)速率，使一些常溫條件下不能進(jìn)行或難于進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)可以在常溫高能球磨條件下進(jìn)行而受到了材料界的廣泛重視。本文基于機(jī)械力化學(xué)原理，在干燥、蒸餾水以及不同pH值的水溶液環(huán)境下，球磨Cu和CuO粉末，研究工藝參數(shù)對球磨反應(yīng)的影響及球磨產(chǎn)物形成規(guī)律、形貌和晶粒尺寸，通過對試驗結(jié)果的分析討論，得到了如下結(jié)論： (1)在干燥環(huán)境中球磨Cu和CuO粉

2、末，由于機(jī)械力的作用，Cu和CuO粉末發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，生成了Cu2O粉末。隨球磨時間的延長，Cu2O粉末生成數(shù)量增加，90h時還存在微量的Cu和CuO，此時Cu2O晶粒尺寸為100-200nm; 在蒸餾水中球磨Cu和CuO粉末，同樣由于機(jī)械力的作用，誘發(fā)Cu和CuO粉末的氧化還原反應(yīng)，生成了Cu2O粉末。球磨90h后反應(yīng)已基本完成，此時Cu2O晶粒尺寸為80-120nm。相對于干燥環(huán)境中的球磨過程，其反應(yīng)速率更快。

3、(2)在pH=3的HCl水溶液中，球磨Cu和CuO粉末，球磨4h后得到了少量的Cu2O粉末，球磨70h后反應(yīng)完成，制得的Cu2O晶粒尺寸為50-100nm;在pH=12的NaOH水溶液中，球磨Cu和CuO粉末，反應(yīng)過程與前者相似，球磨90h后反應(yīng)基本完成，但Cu2O晶粒尺寸為30-50nm。由于所加的水溶液劑量有限，調(diào)節(jié)水溶液的pH值對反應(yīng)整體過程無非常明顯區(qū)別。鹽酸作為反應(yīng)物參與反應(yīng)，使得球磨Cu和CuO粉末反應(yīng)速率加快；堿性水溶液只

4、起到球磨過程控制劑或助磨劑的作用，而不參與具體的化學(xué)反應(yīng)。 (3)Cu2O呈現(xiàn)為各種不規(guī)則的多面體形狀。在干燥環(huán)境下制得的Cu2O粉末分散性更好，而在水溶液環(huán)境下制得的Cu2O晶粒尺寸更加細(xì)小。 (4)在球磨過程中，機(jī)械能和酸、堿性水溶液使CuO和Cu發(fā)生活化現(xiàn)象，從而促進(jìn)了CuO和Cu還原反應(yīng)的進(jìn)行。在其它工藝參數(shù)相同的情況下，選擇球料比為30:1和球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為400rpm時可加快反應(yīng)速度，并且使得球磨產(chǎn)物的晶粒細(xì)化。