[發明專利]一種石墨烯還原氧化銅的實驗方法

有效

• 申請號: 201810732934.2
• 申請日: 2018-07-05
• 公開（公告）號: CN108922354B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 曹寶月;程錦怡;任有良;于艷;徐珊;郭家林;周春生;張國春;王書民;苗帥
• 申請（專利權）人: 商洛學院
• 主分類號: G09B23/24
• 分類號: G09B23/24
• 代理公司: 西安研創天下知識產權代理事務所(普通合伙) 61239
• 代理人: 楊鳳娟

本發明公開了一種石墨烯還原氧化銅的實驗方法，包括以下步驟：(1)將石墨烯和氧化銅放到烘箱中一定溫度下烘干；(2)待冷卻至室溫后，稱取一定比例的石墨烯氧化銅，研磨均勻后裝入試管中，連接好反應裝置后加熱，觀察實驗現象，記錄實驗結果。本發明能夠顯著改善木炭還原氧化銅實驗的特征現象。能夠顯著提高木炭還原氧化銅演示實驗的成功幾率。本發明應用到中學化學實驗教學中，能夠培養學生興趣，提高學生創新思維的培養。

技術領域

本發明屬于化學實驗技術領域，涉及一種石墨烯還原氧化銅的實驗方法。

背景技術

“碳粉還原氧化銅”實驗是人教版九年級化學教材上的典型實驗，也是化學師范專業必須課化學教學論實驗中的典型實驗。該實驗成功的標志是： ( 1) 出現紅熱現象；(2) 澄清的石灰水變渾濁；(3) 反應后的固體生成物是光亮紅色金屬顆粒或者是紅色銅珠。然而，木炭還原氧化銅的實驗是公認的難做實驗，失敗的案例很多。失敗的主要原因是需要較高的溫度、固體之間的反應接觸面積小、木炭的活性不夠等原因。采用木炭為原料，由于其比表面積較小，反應活性不高，和氧化銅接觸程度不夠高，從而導致反應時間長而且實驗想象不夠明顯，達不到演示實驗預期的目的。

大量研究報道了從不同角度出發，改進木炭還原氧化銅實驗，主要可概括為以下四個方面：( 1) 改進反應物的種類 ( 2 ) 調變反應物之間的質量比 ( 3) 改進加熱裝置，改變實驗溫度；(4) 改變實驗裝置。實驗結果表明，改進反應物的結構、微觀尺寸等均能夠改善實驗結果。石墨烯是一種由碳原子以sp²雜化軌道組成的二維碳納米材料，石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性、大比表面積和高反應活性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料，獲得2010年諾貝爾物理學獎。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中木炭還原氧化銅實驗成功率低的技術問題，提供一種石墨烯還原氧化銅的實驗方法，增大碳單質的活性，石墨烯是一種由碳原子以sp²雜化軌道組成的二維碳納米材料，具有大比表面積和高反應活性等優良特性而備受關注。首次提出使用石墨烯作為原材料代替活性炭改進實驗，收到了理想的效果。

其具體技術方案為：

一種石墨烯還原氧化銅的實驗方法，包括以下步驟：

(1) 將石墨烯和氧化銅放到烘箱中一定溫度下烘干；

(2) 待冷卻至室溫后，稱取一定比例的石墨烯氧化銅，研磨均勻后裝入試管中，連接好反應裝置后加熱，觀察實驗現象，記錄實驗結果；

其中，步驟（1）所述烘干的溫度為60-200 ^oC，烘干時間為30-100 min，步驟（2）所述石墨烯和氧化銅反應物的比例為石墨烯：氧化銅為1:5-1:15。

進一步，步驟（2）所述加熱裝置是酒精噴燈，或者大火酒精燈裝置。

進一步，所述石墨烯為石墨烯、氧化石墨烯、表面親水改性氧化石墨烯、三維網絡氧化石墨烯中任意之一。

進一步，所述氧化銅為普通氧化銅、納米顆粒氧化銅中任意之一。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

（1）本發明能夠顯著改善木炭還原氧化銅實驗的特征現象。

（2）本發明能夠顯著提高木炭還原氧化銅演示實驗的成功幾率。

（3）本發明應用到中學化學實驗教學中，能夠培養學生興趣，提高學生創新思維的培養。

附圖說明

圖1是實施例1中的銅珠；

圖2是實施例2中的銅珠；

圖3是實施例3中的銅珠；