改多孔Cu2O材料的合成及表征

＊王硕 石舒悦 周博宇 刘亮

（辽宁石油化工大学 辽宁 113001）

改多孔Cu2O材料的合成及表征

＊王硕 石舒悦 周博宇 刘亮

（辽宁石油化工大学 辽宁 113001）

以铜粉和碳酸盐为原料，根据混合物的比例，经过挤压、烧结和去除碳酸盐工艺步骤，如制备各种基体孔孔隙度。分析铜粉和碳酸钙粉的比例,铜粉粒度、压制压力和烧结温度等工艺参数对铜的制备多孔材料的孔隙率的影响,利用SEM,EDS研究粉末粒子的结合在烧结过程和微观结构演化,并测试铜基材的力学性能。

Cu2O材料合成；表征的方法；原料配比；产品性能

1.概述

研究表明，利用该技术可以成功制备60%～85%多孔Cu2O材料的孔隙度，具有大孔隙和微孔的基材，大孔孔径100～100微米，微孔孔径1～5微米之间; 依照按压孔隙压力的效果，人们发现，与压力的孔隙率增加，粉末压块铜的体积分数越低，压实压力的样品的孔隙率的烧结的影响是变化，大小铜粉末具有一定的孔隙率的影响，相同的其它条件下，铜粉末的粒径，容易后烧结，烧结，孔隙率越低，孔隙率是65%的电阻多孔铜材料至40MPa的压缩，孔隙率是基于铜20MPa的多孔材料的压缩强度的85%。多孔金属多功能复合材料的新材料的摘要是在过去的20年的类型的双快速发展的功能和结构特征。此外，金属本身的材料具有优异的性能，而且还具有一些特殊的结构特征，如低密度，高比刚度，冲击能量的吸收，降低噪音，电磁屏蔽，热，流动和良好的阻尼特性，被广泛应用于航空航天，汽车，建筑，冶金工业，新能源，环保和电化学。由于其优良的热传导性，并且它们被广泛用于热耗散，电动机的电气和电子部件的组装。同时，多孔铜和具有比镍更便宜的，具有明显的对基板材料的电池电极的导电延展性的优点。由于基本结构特征和铜无害材料的特性良好，使之成为医疗滤波器，如血液透析和水净化过滤器材料的优良材料。

2.实验部分

具有＞99.9%的纯度，粒度为50～75纯铜的原料粉末，含有30～48m和20（包括38个米，碳酸盐形成剂（纯度＞99，小于100）。铜粉的粒度不是关键的，但应该比灰尘颗粒碳酸盐的颗粒小得多。

铜粉和碳酸盐的粉末混合物在体积的一定比例。铜为代表的15%至50%。的粉末混合以高效搅拌器，然后加入少量乙醇的。将混合的粉末压制成35毫米Ф×20mm的预成型件制造，放置在烘箱中，然后烧结在830～860℃4至6小时，将样品在水中冷却水解，溶解的碳酸盐后除去在干燥过程之后等待中所示特定制备工艺多孔铜。根据阿基米德原理，多孔材料的孔隙率，并使用计算精细尺度使用测定后的机械测试技术组合物和样品的SEM分析的样品的微观结构，样本大小为20mm，20mm时，25mm以下。

图1 多孔铜的制备工艺过程

3.实验结果

多孔材料的孔隙率百分比取决于在铜粉末混合物的百分比变化而变化。在其他条件相同时，粉末的大小，加压的压力的变化也影响所生产的材料的孔隙率。

多孔材料中，较大的颗粒粉末的体积分数相同的条件下的孔隙率的颗粒尺寸的影响的制备是多孔材料的烧结后得到的孔隙率变。在相同的烧结条件描述，铜材料的更细的颗粒更容易烧结致密化。

压制压力制成的多孔材料的孔隙率的影响，体积分数的相同的条件下，压制压力越大，片的密度越高烧结工作，烧结后得到的多孔材料是较低的孔隙率。说明增加的压力可以提高尘埃粒子的气密性，颗粒之间的空间减小，并由此提高烧结密度，降低烧结后得到的多孔材料的孔隙率。高压比的样品对低体积分数的铜的影响的样本的体积分数越大。因此，所期望的多孔材料可通过调节添加铜粉末的添加量的孔隙率来获得。

图2是应力-应变曲线的材料不同孔隙率下的多孔Cu2O，抗压强度孔隙率降低时，铜的物质基础65%至85%的40的孔隙率的压缩强度-20兆帕。具有应力-应变曲线阶段和表观塑性变形弹性的样品的65%。在弹性变形的过程中，弹性和压缩主孔，当压力可以恢复到原来的形式被去除。玻尔塑性变形阶段，完成塑性变形，按压逐渐断裂宏观采样出现中等应力-应变曲线，其是具有能量吸收的良好特性，其形成有不同的孔隙率的多孔Cu2O材料。

4.样品的表征

(1)光催化性能表征。所制备样品的光催化性能以降解罗丹明嘴液来评价。在烧杯中加入100mL浓度为10mg·L的罗丹明B溶液和0.5g的铜氧化物/氧化锌纳米粉体,在降解过程中用磁力搅拌使之混合均匀。在紫外灯照射下,每隔20min～少量混合液,离心除去其中的催化剂后,用722N紫外一可见分光光度计在罗丹明B最大吸收波长(…=554nm)处测试样品的吸光度A，光照分解前罗丹明B的吸光度为A0，其降解率为：

图2

以此得出方法得出制备的样品对罗丹明B溶液有较好的降解能力。

(2)气敏性能表征。将制备出的粉体制作成烧结型旁热式气敏元件,采用WS-30A气敏测试系统并采用静态配气法对该元件的气敏性能进行测试。得出的结论是加入不同的铜氧化物制备出的样品具有不同的光催化及气敏性能。

结语

通过粉末压制，烧结，除去碳酸酯的方法，多孔材料的孔隙率成功60%至85%的Cu2O制备。通过按孔隙度的压力的影响，我们发现，与压力的孔隙率增加，在较低的紧凑体积的一小部分的铜粉末，在烧结的样品的高孔隙率的压制压力的变化的影响;大小铜粉末具有一定的孔隙率的影响，相同的其它条件下，铜粉末颗粒尺寸，烧结，烧结，低孔隙率之后更容易,孔隙度是65%的多孔Cu2O材料的抗压强度高达40MPa,孔隙率是85%的多孔Cu2O材料的抗压强度20MPa。Cu2O多孔材料的光催化性能稍好一些,并对水、甲苯、二甲苯表现出一定的灵敏性;仅对甲醇表现出灵敏性。

[1]陈文革,张强．泡沫金属的特点、应用、制备与发[J]．粉末冶金工业,2005,15(2):37．

[2]罗远辉．泡沫铜制备工艺研究[j]．有色金属，2002，54( 4) : 17．

[3]张秋利,杨志懋,丁秉钧．电沉积法制备泡沫金属铜[j]．有色金属，2009，61( 1) : 30．

(责任编辑 王跃梅)

Synthesis and Description of Porous Cu20 Materials

Wang Shuo, Shi Shuyue, Zhou Boyu, Liu Liang
（Liaoning University of Petroleum and Chemical Technology, Liaoning, 113001）

Take the copper powder and carbonate as the raw materials and take the stops of extrusion, sintering, and removal of carbonate, such as the preparation of various matrix porosity, according to the proportion of mixture. Analyze the proportion of copper powder and carbonate and the in fl uence of the technical parameters, like copper powder granularity, pressing pressure and sintering temperature etc. on the porosity of porosity materials prepared by copper, besides, take advantage of SEM and EDS to study the evolution of powder particles combination in the sintering process and micro structure, apart from that, test the mechanical property of copper substrate.

Cu2O material synthesis；description method；raw material matching；products property

T

A

王硕（1997～），男，辽宁石油化工大学；研究方向：化工，石油加工。