铜锌合金粉的制备及其性能研究

超细铜粉以其大的比表面积、低电阻等性能，在催化剂、导电胶等领域的研究和应用日益受到人们的关注，并得到了很快的发展，但超细铜粉的制备仍是制约其发展的关键之一。本文对超细铜粉的制备及其性能进行了研究。主要内容包括超细铜粉的制备、粒径测定、成份分析、微观结构分析。

铜锌合金粉

　　本文以甲醛为还原剂，硫酸铜为原料，在液相中制备出高分散的超细铜粉，粒径达到120nm。以葡萄糖预还原制备的铜粉很均匀，呈球形，但粒径达到微米级；以甲醛直接还原硫酸铜，通过控制反应条件可以制得粒径为120nm的超细铜粉。适宜的HCH0/Cu<'2+>(摩尔比)为2.5:1，硫酸铜浓度为0.5 mol/L，温度为60℃。初始pH值为12.5～13、使用酒石酸钾钠作络合剂可以保证反应顺利进行。使用表面活性剂可提高超细铜粉的分散性，PVP和明胶配合作表面活性剂时，超细铜粉的颗粒趋于球形，平均粒径为120nm；少量成核剂的加入可以明显地加快反应速率、减小铜粉粒径。制备超细铜粉的最佳条件是：HCHO/Cu<'2+>(摩尔比)为2.5:1，硫酸铜浓度为0.5mol/L，60℃，初始pH值为12.5～13，PVP和明胶配合作表面活性剂，加入少量含超细铜粒子的溶液作成核剂。
　　针对水体日益受到严重污染的现状，许多水处理方法应运而生。新近发展的铜锌合金滤料在水处理中具有许多优势，但是它的比表面积比较小，限制了它的应用。本文以硫酸铜、硫酸锌为原料，利用电沉积法制备出超细铜锌合金粉，并对其净水性能进行了测定。
　　本文采用电沉积法制备出超细铜锌合金粉，研究了Cu<'2+>/zn<,2+>浓度及浓度比、电极、电压对超细铜锌合金粉成份、反应速率的影响。结果表明：在硫酸铜30g/L、硫酸锌35g/L、酒石酸钾钠141g/L、氢氧化钠50g/L、pH值12.5、温度30℃、直流电压12V的条件下，可以制备出铜锌比为1：1.1、比表面积为6.93 m<'2>/g的超细铜锌合金粉。
　　将制备的超细铜锌合金粉进行饮用水净化试验，发现：出水余氯浓度随铜锌粉加入量的增加而减小；停留时间是影响铜锌粉除氯效果的一个重要因素，随停留时间延长，处理效果变好。铜锌粉对低浓度pb<'2+>(15μg/L、100μg/L)具有很好的去除效果，Pb<'2+>浓度为100μg/L的原水经铜锌粉(0.05g/L)处理后，出水水质达到饮用水水质要求；每升水中加入0.05g、0.1g铜锌粉，对5mg/L的Pb<'2+>的去除率分别为87.9％、92.2％。 Cd<'2+>浓度为7.5μg/L的原水经铜锌粉(0.05g/L)处理后，出水水质达到饮用水水质要求；每升水中加入0.05 g、0.1 g铜锌粉对25μg/L的Cd<'2+>的去除率分别为32.4％和53.6％。每升水中加入0.05g、0.1g铜锌粉，对5 mg/L的Cd<'2+>的去除率分别为40.4％、44.0％，对0.5 mg/L的Cd<'2+>的去除率分别为84.2％和85.1％。