[发明专利]一种紫色氧化亚铜的制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种氧化亚铜的制备方法，具体地说是一种紫色氧化亚铜的制备方法，属于新材料制造领域。

二、技术背景

氧化亚铜是一种性能优异、用途广泛的有色金属氧化物产品，现主要用于制造船舶防污涂料、杀虫剂、抑菌剂，用作陶瓷、搪瓷及玻璃的红色颜料，用于镀铜及镀铜合金溶液的配制，用作制造各种铜盐、铜化合物等。作为一种p型半导体材料，氧化亚铜在太阳能电池、储氢电池、锂离子电池、光催化等领域也表现出良好的应用前景。

目前公开报道的制备氧化亚铜的方法主要有三种：(1)干法。此法是将金属铜粉烘干后，粉碎至325目，按一定比例与氧化铜细粉混合，送入煅烧炉内于800～900℃下煅烧，取出后再粉碎至325目，即得暗红色氧化亚铜产品。(2)电解法。该法以铜板作阳极、钛板作阴极，在含有NaCl、NaOH及少量添加剂的溶液中，于80～90℃、pH11～12、电流密度500～1500A/m²等条件下进行电解；电解得到的沉淀经洗净、干燥得红色氧化亚铜产品。(3)湿法。将硫酸铜、亚硫酸钠、烧碱按一定比例分别加入到溶解槽中，加入适量水，通入蒸汽加热溶解，过滤除去机械杂质，再将溶液送至反应器，在一定温度下反应至有沉淀生成，同时反应过程有二氧化硫气体逸出，当二氧化硫逐渐减少时，停止反应，待溶液冷至室温后过滤，洗涤滤饼至无硫酸根离子为止，将滤饼于100～110℃下烘干6～8小时，再经粉碎、过320目筛即得棕红色氧化亚铜产品。在湿法中，目前常用的还原剂除亚硫酸钠外，还有水合肼、葡萄糖、氢气等。相比较而言，由于湿法制备的氧化亚铜具有粒径小、纯度高、分散性能好等特点，因此该法越来越受到科研人员的重视。

从上述介绍中不难看出，目前制备的氧化亚铜颜色均较深，主要为红色、棕红色或暗红色产品，使其应用受到了极大的限制，如：只适用于制造颜色偏深或偏暗的船舶防污涂料，而不能制造浅色或彩色的船舶防污涂料等。另外，目前所用方法制得的氧化亚铜产品的稳定性均较差，因此为了维持其纯度能稳定三个月及以上，需在产品中加入适量的抗氧化剂等。

紫色氧化亚铜不仅拥有氧化亚铜所有的化学性质，而且其颜色较浅，可用于制造浅色或彩色的船舶防污涂料等，故具有更为广阔的应用前景及良好的开发价值。迄今尚未见有紫色氧化亚铜及其制备方法的相关文献报道。

三、发明内容

本发明目的是提供一种紫色氧化亚铜的制备方法，以克服现有技术存在的只能制备红色、棕红色或暗红色氧化亚铜等的不足，扩大氧化亚铜产品的应用范围。

本发明解决技术问题采用的技术方案如下：

本发明紫色氧化亚铜的制备方法，采用湿法制备，包括如下步骤：

将铜盐、助剂及去离子水加入反应釜中混合均匀得到混合液，搅拌下向混合液中同时缓慢地加入铜粉和碱溶液，在温度为80-100℃、搅拌速度为每分钟50-200转、体系pH为4.5-5.5的条件下反应2-4小时；然后维持其它条件不变，在温度为40-60℃、用1-6mol/L硫酸溶液将体系pH调为2.5-3.5的条件下继续反应2-3小时；反应结束后过滤，滤饼用去离子水洗至pH为7.0-7.5，于100-120℃干燥1-3小时，得到紫色氧化亚铜。分析结果表明，该产品质量达到了HG/T2961-1999中优等品的要求。

所述铜粉粒径≤74μm、纯度≥99.7％。

所述铜盐为硫酸铜、硝酸铜或乙酸铜等。

所述助剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、琥珀酸二(2-乙基己基)酯磺酸钠(AOT)、辛基苯基聚氧乙烯醚(OP-10)、十二烷基硫酸钠(SDS)或聚乙二醇(PEG 800-20000)等。

所述碱溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水等。所述碱溶液的质量浓度为1％～35％。碱溶液的添加量以使体系pH值为4.5-5.5为准。

所述铜盐与铜粉的摩尔比为1:0.1-1，所述助剂与总铜的质量比为(0.0001-0.01):1，体系中总铜含量为1-150g/L。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明制备的是紫色氧化亚铜，与目前制备的红色、棕红色或暗红色氧化亚铜相比，紫色氧化亚铜具有更广的应用范围。

2、本发明所用还原剂为铜粉，与目前氧化亚铜湿法制备过程中常用的亚硫酸钠、水合肼、葡萄糖、氢气等还原剂相比，本发明具有较高的生产效率、较低的生产成本。

3、与现有方法生产的红色、棕红色或暗红色氧化亚铜产品相比，本发明生产出的紫色氧化亚铜产品具有更好的稳定性。