乳化-電解工藝制備自脫附超細銅粉的研究.pdf

1、超細銅粉特別是納米銅粉正在受到越來越多的關注。由于優(yōu)異的物理化學性能，它被廣泛用于潤滑油，電子漿料，催化、醫(yī)藥、生物過濾器以及其它領域。同時，銅粉的形貌也在一定程度上對其應用領域造成影響。電解法是目前最常用的銅粉制備方法之一，但是粉末的人工脫附及易氧化性能一直是困擾銅粉生產和應用的重大問題，因此，電解的過程中，在粉末粒徑和形貌可控的基礎上，提高工藝的能量利用率，并實現粉末的自動脫附及抗氧化處理，對于降低銅粉的生產成本及擴大應用范圍具有重

2、要意義。 本文將超聲乳化技術與電解技術相結合，通過對乳化劑的優(yōu)選，建立了新型乳化-電解工藝體系。結果發(fā)現采用H2O/B/油酸體系所制備的粉末為超細級的魚骨狀粉末；采用H2O/C/油酸體系所制備的粉末為納米級的球狀粉末。并且，采用這兩種體系所得粉末均能夠自動脫附，且具有良好的抗氧化性能。銅粉粒徑和形貌的差異以及自脫附和抗氧化機理歸因于在超聲作用下微乳相電解液的形成。 單因素方差分析發(fā)現，在H2O/B/油酸電解液體系下，電解

3、質濃度、pH值和電流密度均對所得銅粉的粒徑和電流效率具有顯著性影響；在H2O/C/油酸電解液體系下，只有電解液pH值和電流密度對銅粉粒徑具有顯著性影響，且程度較H2O/B/油酸體系小，工藝因素對電流效率的影響規(guī)律與H2O/B/油酸電解液體系相同。對于H2O/B/油酸電解液體系，當電解質濃度為0.07mol/L，pH值為3.5，外電流密度為0.08A/c㎡，所沉積銅粉的綜合性能最好，其粉末粒徑約為1.68μm，電流效率約為79.8％；對于

4、H2O/C/油酸電解液體系，當電解質濃度為0.07mol/L，pH值為3.5，外電流密度為0.06A/c㎡，所沉積銅粉的綜合性能最好，其粉末粒徑約為33 nm，電流效率約為76.8％。 在上述基礎上，深入探討了工藝參數對粉末性能的影響機理。粉末粒徑取決于晶核形成速率與長大速率之比，其中，晶核的形成速率與過電位成正比，晶核的長大受電化學反應過程控制。電流效率取決于析銅速率與析氫速率之比，此兩速率均與反應所需標準活化能密切相關。通過