一种基于流变相反应的草酸铜制备方法

本发明公开了一种基于流变相反应的草酸铜制备方法,所述草酸铜的制备方法主要包括以下步骤:准确称取铜盐和草酸或草酸盐,混合均匀后进行研磨,研磨过程中加入适量的蒸馏水,使混合物处于流体状态,研磨完成后进行加热、清洗、烘干制得草酸铜。本发明的制备工艺简单,对设备要求低,从而降低了草酸铜的生产成本,而且本发明的方法制得的草酸铜比其他方法制得的草酸铜粒径小,在制备过程中采用流变相反应,反应过程不使用任何有机溶剂,节能、环保、安全。
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1.一种基于流变相反应的草酸铜制备方法,其特征在于:包括以下步骤: S1,准确称取铜盐和草酸或草酸盐,所述铜盐和所述草酸或草酸盐的摩尔比为1:0.8-1.2; S2,将S1中称量好的铜盐和草酸或草酸盐混合均匀后研磨5-30min,然后多次加入适量的蒸馏水使混合物研磨时处于流体状态,再研磨0.5-1h; S3,将S2中研磨后的流体状混合物放入反应器中,将反应器放入烘箱中加热0.5-8h,烘箱的温度为30-100℃; S4,将S3中加热后的混合物抽滤,然后用蒸馏水对滤饼进行清洗,清洗至滤液中无氯离子为止,再用无水乙醇清洗滤饼1-2次; S5,将S4中清洗干净的滤饼放入烘箱中烘干,得到草酸铜产品; 所述步骤S1中的铜盐为二水合氯化铜、五水合硫酸铜中的一种; 所述步骤S1中的草酸盐为一水合草酸铵; 所述步骤S1中的草酸为二水合草酸。 2.根据权利要求1所述的基于流变相反应的草酸铜制备方法,其特征在于,所述步骤S1中的铜盐和草酸盐或草酸的摩尔比为1:1.05。 3.根据权利要求1所述的基于流变相反应的草酸铜制备方法,其特征在于,所述步骤S3中烘箱的温度为60℃。 4.根据权利要求1所述的基于流变相反应的草酸铜制备方法,其特征在于,所述步骤S5中烘箱温度为60-120℃。 说明书 一种基于流变相反应的草酸铜制备方法 技术领域 本发明涉及草酸铜的制备技术领域,具体涉及一种基于流变相反应的草酸铜制备方法。 背景技术 草酸铜具有稳定的化学性质,不易被氧化,几乎不溶于水、乙醇等溶剂,是一种重要的化工产品,是制备多孔氧化铜的前驱物。目前,制备草酸铜的方法主要有反萃沉淀法,该方法以H 2 C 2 O 4 -乙醇水溶液反萃CCl 4 -TOA-CuCl 2 组成的有机相中的铜离子,利用相界面传质反应过程获取CuC 2 O 4 超细粉体,但是该方法制备工艺复杂,制备过程要用到溶剂CCl 4 ,CCl 4 有毒、易挥发,不仅会对环境造成污染还会给实验者和生产者的身体造成伤害;另外还有一些人用液相沉淀法制备草酸铜,该方法生产工艺简单,生产成本低,但是该方法制备的草酸铜粉末容易形成团聚结构,影响其使用效果。 发明内容 为了解决上述问题,本发明提供一种基于流变相反应的草酸铜制备方法。 为实现上述目的,本发明采用的技术方案为: 一种基于流变相反应的草酸铜制备方法,具体包括以下步骤: S1,准确称取铜盐和草酸或草酸盐,所述铜盐和所述草酸或草酸盐的摩尔比为1:0.8-1.2; S2,将S1中称量好的铜盐和草酸或草酸盐混合均匀后研磨5-30min,然后多次加入适量的蒸馏水使混合物研磨时处于流体状态,再研磨0.5-1h; S3,将S2中研磨后的流体状混合物放入反应器中,将反应器放入烘箱中加热0.5-8h,烘箱的温度为30-100℃; S4,将S3中加热后的混合物抽滤,然后用蒸馏水对滤饼进行清洗,清洗至滤液中无氯离子为止,再用无水乙醇清洗滤饼1-2次; S5,将S4中清洗干净的滤饼放入烘箱中烘干,得到草酸铜产品。 进一步地,所述步骤S1中的铜盐为二水合氯化铜、五水合硫酸铜中的一种。 更进一步地,所述步骤S1中的草酸盐为一水合草酸铵。 更进一步地,所述步骤S1中的草酸为二水合草酸。 更进一步地,所述步骤S1中的铜盐和草酸盐或草酸的摩尔比为1:1.05。 更进一步地,所述步骤S3中烘箱的温度为60℃。 更进一步地,所述步骤S5中烘箱温度为60-120℃。 本发明的有益效果: 本发明的草酸铜制备工艺简单,对设备的要求低,大大降低了草酸铜的生产成本,而且生产出的草酸铜性能良好,粒径小、不易出现聚团现象; 本发明使用流变相反应制备草酸铜,采用流变相反应制备草酸铜可以增加铜盐和草酸或草酸盐的接触面积,而且和流体接触紧密、均匀,热交换良好,不会出现局部过热现象,温度调节容易;在流变相反应过程中,用到的溶剂仅为蒸馏水,没有使用任何有机溶剂,是一种绿色、环保、安全的制备方法。 除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。 附图说明 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。 图1是本发明的一种基于流变相反应的草酸铜制备方法实施例1草酸的红外光谱图; 图2是本发明的一种基于流变相反应的草酸铜制备方法实施例1草酸铜的红外光谱图; 图3是本发明的一种基于流变相反应的草酸铜制备方法实施例1草酸铜的X射线衍射(XRD)谱图; 图4是本发明的一种基于流变相反应的草酸铜制备方法实施例1草酸铜的扫描电镜图谱; 图5是本发明的一种基于流变相反应的草酸铜制备方法实施例1草酸铜的热分析图谱。 具体实施方式 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。 为了解决上述问题,本发明提供一种基于流变相反应的草酸铜制备方法。 为实现上述目的,本发明采用的技术方案为: 一种基于流变相反应的草酸铜制备方法,具体包括以下步骤: S1,准确称取铜盐和草酸或草酸盐,所述铜盐和所述草酸或草酸盐的摩尔比为1:0.8-1.2,优选为铜盐和草酸或草酸盐的摩尔比为1:1.05;其中的铜盐为二水合氯化铜、五水合硫酸铜中的一种,草酸为二水合草酸,草酸盐为一水合草酸铵;所用二水合氯化铜、五水合硫酸铜、二水合草酸、一水合草酸铵均为分析级原料。 S2,将S1中称量好的铜盐和草酸或草酸盐混合均匀后研磨5-30min,然后多次加入适量的蒸馏水使混合物研磨时处于流体状态,再研磨0.5-1h;加水是因为在研磨过程中水分会不断蒸发,所以要不断补充水分,使铜盐和草酸或草酸盐的混合物研磨过程中一直处于流体状态;而且流变相反应过程中可以对固体微粒表面积进行有效利用,使流体接触紧密、均匀,热交换良好,不会出现局部过热现象,温度调节方便。 S3,将S2中研磨后的流体状混合物放入反应器中,将反应器放入烘箱中加热0.5-8h,烘箱的温度为30-100℃; S4,将S3中加热后的混合物抽滤,然后用蒸馏水对滤饼进行清洗,清洗至滤液中无氯离子为止,再用无水乙醇清洗滤饼1-2次用硝酸银对滤液中的氯离子进行检测; S5,将S4中清洗干净的滤饼放入烘箱中烘干,烘箱温度为60-120℃,得到草酸铜产品。 参考图1至图5,如图1至图5所示,本发明的一种基于流变相反应的草酸铜制备方法,实施例如下: 实施例1 一种基于流变相反应的草酸铜制备方法,包括以下步骤: S1,准确称取二水合氯化铜8.5250g(0.0500moL)和二水合草酸6.6150g(0.0525moL),使二水合氯化铜和二水合草酸的摩尔比为1:1.05; S2,将S1中称量好的二水合氯化铜和二水合草酸混合均匀后研磨10min,然后多次加入适量的蒸馏水使混合物研磨时处于流体状态,再研磨0.7h; S3,将S2中研磨后的流体状混合物放入反应器中,将反应器放入烘箱中加热4h,烘箱的温度为60℃; S4,将S3中加热后的混合物抽滤,然后用蒸馏水对滤饼进行清洗,清洗至滤液中无氯离子为止,再用无水乙醇清洗滤饼1-2次; S5,将S4中清洗干净的滤饼放入烘箱中烘干,烘箱温度为75℃,得到草酸铜产品。 对本发明所用原料二水合草酸进行红外光谱分析,得到的红外光谱图见图1,可以看到3100cm -1 到3800 cm -1 之间的缔合羟基峰非常强,羰基伸缩振动峰在1688 cm -1 。 对本发明制得的草酸铜产品进行红外光谱分析,得到红外光谱图2,与图1相比,缔合羟基峰已经消失,说明生成的草酸铜不带有结晶水。羰基伸缩振动峰在1658 cm -1 ,红移了30 cm -1 ,这说明羰基与铜离子形成了配合物,没有自由羧基的存在,即草酸和氯化铜完全反应生成了草酸铜。 对本发明制得的草酸铜产品进行X射线衍射(XRD)分析,结果见图3,通过与标准谱图(JCPDS号21-0297)对比,发现与标准卡片基本吻合,图3中的各个峰均可在标准卡片中找到相对应的峰,说明该样品为单一的斜方草酸铜晶体。但是与常见的液相法制得的草酸铜的XRD谱图相比,峰的强度弱、宽度大,说明生成的草酸铜尺寸较小。 用扫描电镜对本发明制得的草酸铜产品进行观察,结果见图4,可以看到大的草酸铜颗粒是由小的片状结构聚集而成,此片状结构很薄,片厚小于100nm。 实施例2 一种基于流变相反应的草酸铜制备方法,包括以下步骤: S1,准确称取二水合氯化铜8.5250g(0.0500moL)和二水合草酸5.0400g(0.0400moL),使二水合氯化铜和二水合草酸的摩尔比为1:0.8; S2,将S1中称量好的二水合氯化铜和二水合草酸混合均匀后研磨5min,然后多次加入适量的蒸馏水使混合物研磨时处于流体状态,再研磨0.5h; S3,将S2中研磨后的流体状混合物放入反应器中,将反应器放入烘箱中加热2h,烘箱的温度为80℃; S4,将S3中加热后的混合物抽滤,然后用蒸馏水对滤饼进行清洗,清洗至滤液中无氯离子为止,再用无水乙醇清洗滤饼1-2次; S5,将S4中清洗干净的滤饼放入烘箱中烘干,烘箱温度为60℃,得到草酸铜产品。 实施例3 一种基于流变相反应的草酸铜制备方法,包括以下步骤: S1,准确称取二水合氯化铜8.525g(0.0500moL)和二水合草酸5.6700g(0.0450moL),使二水合氯化铜和二水合草酸的摩尔比为1:0.9; S2,将S1中称量好的二水合氯化铜和二水合草酸混合均匀后研磨17min,然后多次加入适量的蒸馏水使混合物研磨时处于流体状态,再研磨1h; S3,将S2中研磨后的流体状混合物放入反应器中,将反应器放入烘箱中加热0.5h,烘箱的温度为45℃; S4,将S3中加热后的混合物抽滤,然后用蒸馏水对滤饼进行清洗,清洗至滤液中无氯离子为止,再用无水乙醇清洗滤饼1-2次; S5,将S4中清洗干净的滤饼放入烘箱中烘干,烘箱温度为110℃,得到草酸铜产品。 实施例4 一种基于流变相反应的草酸铜制备方法,包括以下步骤: S1,准确称取二水合氯化铜8.525g(0.0500moL)和二水合草酸6.9300g(0.0550moL),使二水合氯化铜和二水合草酸的摩尔比为1:1.1; S2,将S1中称量好的二水合氯化铜和二水合草酸混合均匀后研磨30min,然后多次加入适量的蒸馏水使混合物研磨时处于流体状态,再研磨0.6h; S3,将S2中研磨后的流体状混合物放入反应器中,将反应器放入烘箱中加热8h,烘箱的温度为30℃; S4,将S3中加热后的混合物抽滤,然后用蒸馏水对滤饼进行清洗,清洗至滤液中无氯离子为止,再用无水乙醇清洗滤饼1-2次; S5,将S4中清洗干净的滤饼放入烘箱中烘干,烘箱温度为90℃,得到草酸铜产品。 实施例5 一种基于流变相反应的草酸铜制备方法,包括以下步骤: S1,准确称取二水合氯化铜8.5250g(0.0500moL)和二水合草酸7.5600g(0.0600moL),使二水合氯化铜和二水合草酸的摩尔比为1:1.2; S2,将S1中称量好的二水合氯化铜和二水合草酸混合均匀后研磨25min,然后多次加入适量的蒸馏水使混合物研磨时处于流体状态,再研磨0.8h; S3,将S2中研磨后的流体状混合物放入反应器中,将反应器放入烘箱中加热6h,烘箱的温度为100℃; S4,将S3中加热后的混合物抽滤,然后用蒸馏水对滤饼进行清洗,清洗至滤液中无氯离子为止,再用无水乙醇清洗滤饼1-2次; S5,将S4中清洗干净的滤饼放入烘箱中烘干,烘箱温度为120℃,得到草酸铜产品。 实施例6 一种基于流变相反应的草酸铜制备方法,包括以下步骤: S1,准确称取五水合硫酸铜12.5000g(0.0500moL)和二水合草酸5.6700g(0.0450moL),使五水合硫酸铜和二水合草酸的摩尔比为1:0.9; S2,将S1中称量好的五水合硫酸铜和二水合草酸混合均匀后研磨20min,然后多次加入适量的蒸馏水使混合物研磨时处于流体状态,再研磨1h; S3,将S2中研磨后的流体状混合物放入反应器中,将反应器放入烘箱中加热0.5h,烘箱的温度为45℃; S4,将S3中加热后的混合物抽滤,然后用蒸馏水对滤饼进行清洗,清洗至滤液中无氯离子为止,再用无水乙醇清洗滤饼1-2次; S5,将S4中清洗干净的滤饼放入烘箱中烘干,烘箱温度为110℃,得到草酸铜产品。 实施例7 一种基于流变相反应的草酸铜制备方法,包括以下步骤: S1,准确称取五水合硫酸铜12.5000g(0.0500moL)和一水合草酸铵7.8100g(0.0550moL),使五水合硫酸铜和一水合草酸铵的摩尔比为1:1.1; S2,将S1中称量好的五水合硫酸铜和一水合草酸铵混合均匀后研磨30min,然后多次加入适量的蒸馏水使混合物研磨时处于流体状态,再研磨0.6h; S3,将S2中研磨后的流体状混合物放入反应器中,将反应器放入烘箱中加热8h,烘箱的温度为30℃; S4,将S3中加热后的混合物抽滤,然后用蒸馏水对滤饼进行清洗,清洗至滤液中无氯离子为止,再用无水乙醇清洗滤饼1-2次; S5,将S4中清洗干净的滤饼放入烘箱中烘干,烘箱温度为90℃,得到草酸铜产品。 实施例8 一种基于流变相反应的草酸铜制备方法,包括以下步骤: S1,准确称取二水合氯化铜8.5250g(0.0500moL)和一水合草酸铵8.5200g(0.0600moL),使二水合氯化铜和一水合草酸铵的摩尔比为1:1.2; S2,将S1中称量好的二水合氯化铜和一水合草酸铵混合均匀后倒入研钵中研磨25min,然后多次加入适量的蒸馏水使混合物研磨时处于流体状态,再研磨0.8h; S3,将S2中研磨后的流体状混合物放入反应器中,将反应器放入烘箱中加热6h,烘箱的温度为100℃; S4,将S3中加热后的混合物抽滤,然后用蒸馏水对滤饼进行清洗,清洗至滤液中无氯离子为止,再用无水乙醇清洗滤饼1-2次; S5,将S4中清洗干净的滤饼放入烘箱中烘干,烘箱温度为60℃,得到草酸铜产品。 实验例 取实施例1的制备方法制备的草酸铜产品,对其溶解度进行检测,结果见表1: 表1 草酸铜的溶解度 草酸铜用量 溶剂类型 是否溶解 加热是否溶解 1g 蒸馏水 否 否 1g 95%乙醇 否 否 从表1中可以看出,本发明制备的草酸铜不溶于水也不溶于95%的乙醇溶液。 本发明的草酸铜制备工艺简单,对设备的要求低,大大降低了草酸铜的生产成本,而且生产出的草酸铜性能良好,粒径小、不易出现聚团现象; 本发明使用流变相反应制备草酸铜,采用流变相反应制备草酸铜可以增加铜盐和草酸或草酸盐的接触面积,而且和流体接触紧密、均匀,热交换良好,不会出现局部过热现象,温度调节容易;在流变相反应过程中,用到的溶剂仅为蒸馏水,没有使用任何有机溶剂,是一种绿色、环保、安全的制备方法。 以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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