氫氣還原堿式碳酸銅【開題報告】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文開題報告</b></p><p><b>　　高分子材料與工程</b></p><p><b>　　氫氣還原堿式碳酸銅</b></p><p>　　一、選題的背景和意義</p><p>　　金屬氧化物是一類極其重要的化合物，在高新技術(shù)領(lǐng)域，

2、諸如高頻高磁感應(yīng)、精細(xì)陶瓷、電子元件、傳感器、催化劑、高能二次電池、高溫超導(dǎo)以及各種功能材料領(lǐng)域有著非常重要的應(yīng)用。近年來, 隨著納米科技的迅猛發(fā)展,金屬氧化物的合成及其結(jié)構(gòu)、形貌、性質(zhì)的研究備受矚目。Cu2O作為一種多功能精細(xì)無機(jī)材料,在印染、陶瓷、玻璃及醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用已有數(shù)十年的歷史。而作為催化劑的主要活性成分,它在氧化、加氫、C1化學(xué)合成、NOx還原、CO及碳?xì)浠衔锶紵⒕?xì)化工等多種催化反應(yīng)中也得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)材料的粒度

3、達(dá)到納米級時,其功能將更加獨特。 因此Cu2O納米材料的制備方法、聚集狀態(tài)、與其他組分或載體的作用狀況及催化活性等成為當(dāng)前功能材料發(fā)展的研究熱點之一。同時隨著Cu2O催化劑的用量以及市場的不斷擴(kuò)大與發(fā)展，現(xiàn)階段的銅粉原料的制備就成為了Cu2O催化劑產(chǎn)量的一個關(guān)鍵因素，如何能更好的制備出適合不同種類反應(yīng)的Cu2O催化劑，以及各種不同品質(zhì)的Cu2O納米粒子。原料的供應(yīng)以及制備成為了關(guān)鍵了問題，近年來，通過氫氣還原堿式碳酸銅粉末進(jìn)行制備納米的

4、銅粉的方法越來越被廣泛接受，其分解溫度，還原溫度，氫氣流量等各類參數(shù)的</p><p>　　二、研究目標(biāo)與主要內(nèi)容（含論文提綱）</p><p><b>　　主要內(nèi)容和目標(biāo)：</b></p><p>　　以利用高溫氫氣還原堿式碳酸銅的方法進(jìn)行制備銅單質(zhì)粉末：2Cu2(OH)2CO3+4H2=4Cu+6H2O+2CO2。并對銅粉的制備工作進(jìn)行了詳

5、細(xì)的探究與試驗，對還原中存在所需的還原溫度,包括反應(yīng)最低分解及還原溫度,較為有效的還原時間以及比較適宜的氫氣流量等參數(shù)進(jìn)行了研究，在原有的基礎(chǔ)上提高了銅粉制備過程中的還原率及產(chǎn)率,減少了原料的損失及試驗誤差。為制備三元銅催化劑提供原料以及在制備原料的理論上做好基礎(chǔ)，并對氫氣還原堿式碳酸銅制備精細(xì)銅粉的過程進(jìn)行了詳細(xì)的研究。</p><p><b>　　實驗方法：</b></p>

6、<p>　　制備銅粉實驗過程可以簡單的分為兩個步驟：分解部分、還原部分，由于堿式碳酸銅的組成成分的原因，其在高溫下的還原分解并不是一步到位就可以制備出銅單質(zhì)粉末，而是經(jīng)過先分解后還原的步驟進(jìn)行的。具體實驗步驟如下：</p><p>　　分解部分：先稱取一定量的樣品，加入到加熱套中，加熱前打開氮氣開關(guān)，對加熱套中的空氣進(jìn)行排除，并控制好氮氣的流量，通入氮氣幾分鐘之后開始進(jìn)行程序升溫,加熱套外壁使用程序升

7、溫，內(nèi)部溫度使用溫度計進(jìn)行觀察并調(diào)節(jié)外部加熱裝置。當(dāng)溫度到達(dá)一定量時，并伴隨著少量的氣體產(chǎn)生，說明在這個溫度下加熱套中的堿式碳酸銅粉末開始逐步分解。也就說明當(dāng)?shù)竭_(dá)這個溫度時可以開始通入氫氣進(jìn)行還原反應(yīng)。</p><p>　　還原部分：當(dāng)?shù)竭_(dá)堿式碳酸銅的分解溫度時，打開氫氣開關(guān)，調(diào)節(jié)好氫氣的流量，并同時加大氮氣的流量始終保持氮氣的流量比氫氣的流量高，使其穩(wěn)定加熱數(shù)分鐘，排出的廢氣使用Ca(OH)2溶液進(jìn)行吸收。當(dāng)還

8、原充分后，停止加熱并關(guān)閉氫氣，并減少氮氣的流量，保護(hù)加熱套中的產(chǎn)品不被氧化，再使加熱套內(nèi)壁冷卻至室溫，然后出料，并用分析天平稱重，計算其產(chǎn)率。</p><p><b>　　實驗內(nèi)容：</b></p><p>　　制備銅單質(zhì)粉末的過程主要分為分解過程以及還原過程兩個部分，主要在整個反應(yīng)的過程中，堿式碳酸銅的分解還原都要通過如下化學(xué)方程式的過程：</p>&

9、lt;p>　?。?）CuCO3+Cu( OH) 2+H2O= 3CuO+ CO2+ 4H2O</p><p>　　（2）CuO+H2=H2O+Cu</p><p>　　實驗內(nèi)容主要為了確定在制備銅粉的過程中：</p><p>　?。?）堿式碳酸銅分解的適宜溫度以及通入氫氣進(jìn)行還原的還原溫度</p><p>　?。?）在還原過程中氫氣通入

10、的流量以及通入氫氣的時間</p><p>　?。?）在還原過程中加熱套應(yīng)進(jìn)行的加熱的時間</p><p><b>　　實驗結(jié)果分析：</b></p><p>　　對制備銅單質(zhì)粉末進(jìn)行銅含量的測定以及還原率等參數(shù)的測定。</p><p>　?。?）總還原率的測定</p><p>　　（2）金屬銅含量

11、的測定</p><p><b>　　實驗結(jié)論：</b></p><p>　　通過對實驗結(jié)果的分析得出實驗結(jié)論，得出最佳實驗效果的制備方法及各項參數(shù)。</p><p>　　三、擬采取的研究方法、研究手段及技術(shù)路線、實驗方案等</p><p>　　研究方法、研究手段：</p><p>　　采用實驗研究

12、法，來制備銅單質(zhì)粉末，表征其產(chǎn)品還原率、單質(zhì)含量。從而優(yōu)化實驗條件，改善實驗工藝，明確實驗參數(shù)。</p><p>　　實施方案、技術(shù)路線：</p><p>　　第一，通過逐步實驗加溫的方法，確定加熱套加熱溫度，保證反應(yīng)能夠順利進(jìn)行。</p><p>　　第二，通過固定溫度，時間變量的方法進(jìn)行確定最適宜的反應(yīng)氣體流量，確保產(chǎn)品的還原率以及單質(zhì)銅含量。</p>

13、;<p>　　第三，通過實驗不斷進(jìn)行，逐步延長反應(yīng)時間，最后確定反應(yīng)最適宜時長，保證產(chǎn)品的性能以及還原率和單質(zhì)含量。</p><p>　　最后通過優(yōu)化均衡，確定試樣反應(yīng)時間，氫氣通入流量以及加熱套加熱溫度等參數(shù)，進(jìn)行銅單質(zhì)的還原制備。</p><p><b>　　四、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張人廣.印制板堿

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20、<p>　　六、研究的主要特點及創(chuàng)新點</p><p>　　以對氫氣進(jìn)行還原堿式碳酸銅的方法來制備銅單質(zhì)粉末。在研究過程中來確定分解溫度、還原溫度、加熱時間、反應(yīng)氫氣的流量等參數(shù)，并測定各個參數(shù)對銅單質(zhì)的結(jié)構(gòu)以及制備催化劑的性能的影響，來更好的制備在納米材料方面使用的銅單質(zhì)原料。</p><p>　　本研究中采用比較成熟的技術(shù)路線來獲取性能比較優(yōu)越的產(chǎn)品。選用較為低廉的堿式碳酸