[發(fā)明專利]一種乙醇還原氧化銅的裝置和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910076566.5
• 申請日: 2019-01-26
• 公開（公告）號: CN109604627A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王澈;王群;瞿志學(xué);李永卿;唐章宏
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B22F9/22
• 分類號: B22F9/22
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種乙醇還原氧化銅的裝置和方法，屬于氧化銅還原技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過乙醇滴加裝置通過三通將乙醇輸入到輸氣管中，同時通過三通將氬氣或氮氣也通入到輸氣管中，乙醇被氣流帶入透明長管或爐管內(nèi)，使乙醇受熱氣化，在高溫下與氧化銅發(fā)生反應(yīng)，生成純凈的單質(zhì)銅金屬。本發(fā)明可以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于粉末制備技術(shù)領(lǐng)域，具體一種乙醇還原氧化銅的裝置和方法。

背景技術(shù)

銅粉是粉末冶金的重要原材料，主要應(yīng)用于銅基摩擦材料、電刷制品、含油軸承、電觸頭合金、燒結(jié)機械零件等方面。超細(xì)銅粉具有電導(dǎo)率較低、吸光性較強、在空氣中不穩(wěn)定、易被氧化等特殊性質(zhì)，其中微米級銅粉被廣泛應(yīng)用于導(dǎo)電復(fù)合材料原料、電極材料、導(dǎo)電涂料、導(dǎo)電填料、催化劑等領(lǐng)域，納米級銅粉在制作高級潤滑油導(dǎo)電極、高效催化劑等方面有廣闊的應(yīng)用前景。相對銀粉，銅粉以其類似于銀粉良好的導(dǎo)電性、低廉的價格而倍受青睞，但它有一個致命弱點，所以在空氣中極易氧化，其氧化物是絕緣的，使導(dǎo)電涂料的導(dǎo)電性迅速下降，甚至變?yōu)椴粚?dǎo)電。現(xiàn)階段有不同還原劑還原Cu²⁺生成銅粉、用溶膠-凝膠法生成銅粉，電解法生成銅粉等方法，但這些方法生產(chǎn)成本較高，工藝繁瑣等問題。本發(fā)明的還原裝置是采用乙醇作為還原劑，乙醇便于運輸、儲存、安全可靠性高等特點，本發(fā)明工藝操作簡單、成本低、安全、實用性強，具有很好的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡單，裝置工作狀態(tài)下，玻璃燒管或爐管的一端輸送乙醇和氬氣或氮氣，可在另一端操作裝置內(nèi)的粉料，管式爐可以在裝置工作狀態(tài)下進(jìn)出粉料，兩種裝置均無需點燃端口氣體隔絕空氣，管式爐的乙醇液體與氬氣或氮氣氣體混合輸入管伸進(jìn)爐管均溫區(qū)內(nèi)，保證乙醇充分氣化與氬氣混合。裝置制作成本低廉，適合用于實驗室實驗研究，且工藝操作簡單、安全、乙醇來源廣泛成本低廉，裝置如圖2也易按其結(jié)構(gòu)放大用于連續(xù)批量生產(chǎn)使用。

一種乙醇還原氧化銅的裝置，其特征在于：其特征在于：包括透明長管，水平放置透明長管并固定，透明長管一端稱為首端密封，透明長管外部由一氣管通過密封與透明長管內(nèi)部相通，且該氣管通過一個T型三通管與乙醇容量瓶下邊的調(diào)節(jié)器和氣瓶的流量計連接；透明長管另一端即尾端開口；乙醇容量瓶的位置高于透明長管和T型三通管；透明長管靠近首端口的外面下端部分設(shè)有一個加熱裝置如酒精燈，在該酒精燈的左側(cè)設(shè)有另一個可移動加熱裝置如酒精燈，為透明長管內(nèi)的氧化銅加熱，如圖1。

或者一種乙醇還原氧化銅的裝置，其特征在于，包括管式爐、爐管末端冷卻水套、乙醇滴加和調(diào)節(jié)裝置、氣瓶和與之配套的減壓閥和流量計，爐管的進(jìn)氣嘴通過一T型三通管與乙醇容量瓶下邊的調(diào)節(jié)器和氣瓶的流量計連接；乙醇容量瓶的位置高于爐管的進(jìn)氣嘴且遠(yuǎn)離出氣嘴，在爐管內(nèi)部的上方有一段氣管，一端與進(jìn)氣嘴無縫相連，另一端剛好進(jìn)入爐管加熱的均溫區(qū)，由進(jìn)氣管通過進(jìn)氣嘴通進(jìn)的氣體或液體，不是通入爐管的前端，而是直接通入爐管加熱的均溫區(qū)，如圖2。

采用上述圖1裝置進(jìn)行氧化銅還原的方法，其特征在于，包括以下步驟：將氧化銅粉直接放入到透明長管內(nèi)，將靠近透明長管首端加熱裝置加熱，透明長管加熱部分在100℃以上，然后先通入氬氣或氮氣等保護(hù)氣體，再打開流量調(diào)節(jié)器滴加乙醇，將另一個可移動加熱裝置加熱粉料升溫至300～350℃；將不銹鋼勺從玻璃燒管的端口伸進(jìn)長管，不斷翻動粉料，當(dāng)粉料變紅并出現(xiàn)有粘性不再松散時，將粉料用不銹鋼勺移出加熱區(qū)，并將加熱粉料的加熱裝置向未變紅的粉料推移，繼續(xù)不斷翻動加熱的粉料，直到粉料全部變紅為止，此時停止粉料加熱裝置加熱，然后關(guān)閉乙醇流量控制調(diào)節(jié)器，再停止另一個加熱裝置加熱，等降至室溫后，關(guān)閉氬氣或氮氣取出還原好的粉料。

采用上述圖2裝置進(jìn)行氧化銅連續(xù)化還原的方法，其特征在于，包括以下步驟：