从含铜电镀废水制备氯化亚铜及提高其抗氧化性的研究

论文摘要

目前,中国每年排放约40亿m3的电镀废水,其中含有大量的铜离子,若不进行回收,不仅浪费资源,而且污染环境。本论文从“资源化”的角度出发,利用处理含铜电镀废水得到的硫酸铜,采用亚硫酸盐还原法制备CuCl,对制备过程中的影响因素进行了考察,同时对提高氯化亚铜的抗氧化性能做了研究。通过实验,得到制备CuCl的最佳工艺为:n（CuSO4）:n（Na2SO3）:n（NaCl）=1:1.33:1.6、反应温度为60℃、pH值为3.5,在此工艺条件下,CuCl的收率在97%以上,纯度在98%以上;放大实验表明:Na2SO3用量控制在CuSO4用量0.85～1.1倍之间,其他条件与实验室条件相同,制得的氯化亚铜纯度在98%以上,产率在80%左右。CuCl的抗氧化实验表明:由于水份的存在,CuCl暴露在空气中和水蒸汽条件下,迅速发生氧化反应生成氯铜矿,在紫外线照射、鼓风干燥条件下基本不发生氧化。通过对CuCl粉表面进行有机包覆处理发现:柠檬酸、硫脲可以提高CuCl的抗氧化性能。其包覆工艺条件为:柠檬酸用量为CuCl粉质量的4%,包覆时间4～8h,反应温度为室温;硫脲用量为CuCl粉质量的2%,包覆时间2～6h,反应温度为室温。红外光谱图分析表明:经沉淀法制备的CuCl,其表面由于水洗、醇洗等步骤生成了大量的羟基,柠檬酸的羧基与CuCl粉表面的羟基反应,吸附在CuCl表面;硫脲分子中的硫与CuCl表面的金属离子形成Cu—S配位键,包覆在CuCl粉表面;TG—DTA曲线显示:柠檬酸包覆的CuCl粉在366.9℃出现的明显的放热过程,并有2.74%的失重,说明粉体表面包覆的有机物在366.9℃附近分解。硫脲包覆的CuCl粉在392.2℃出现的明显的放热过程,并有1.13%的失重。说明粉体表面包覆的有机物在392.2℃附近分解;XRD衍射分析表明:硫脲、柠檬酸的引入未对CuCl粉体的晶体结构产生明显的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 处理电镀废水的意义
• 1.2 电镀废水的来源与危害
• 1.2.1 电镀废水的来源
• 1.2.2 电镀废水的危害
• 1.3 电镀废水的治理原则及处理方法
• 1.3.1 电镀废水治理的原则
• 1.3.2 电镀废水的处理方法
• 1.4 氯化亚铜的应用及制备方法
• 1.4.1 氯化亚铜的应用
• 1.4.2 氯化亚铜的制备方法
• 1.5 氯化亚铜的抗氧化性研究
• 1.6 粉体的表面包覆技术
• 1.6.1 颗粒表面包覆
• 1.6.2 颗粒表面的无机分子包覆
• 1.6.3 颗粒表面的有机分子包覆
• 1.6.4 颗粒表面有机包覆的常用方法
• 1.7 选题的目的、意义
• 1.8 课题的主要研究内容
• 第二章 实验的研究方法
• 2.1 实验仪器及设备
• 2.2 实验原料和试剂
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 实验试剂
• 2.3 实验的分析方法
• 2.3.1 溶液中铜离子含量的测定
• 2.3.2 CuCl样品中Cu（Ⅱ）含量的测定
• 2.3.3 亚铜离子的测定方法
• 2.3.4 氯化亚铜抗氧化性的测定方法
• 2.3.5 抗氧化性的评定
• 2.4 实验步骤
• 2.4.1 氯化亚铜的制备
• 2.4.2 包覆型氯化亚铜的制备
• 2.4.3 氯化亚铜抗氧化性研究的实验
• 2.4.4 柠檬酸、硫脲包覆氯化亚铜工艺条件的实验
• 2.4.5 包覆型氯化亚铜的仪器表征
• 第三章 氯化亚铜制备的实验结果
• 3.1 氯化亚铜制备过程中影响因素的研究
• 3.1.1 还原剂用量对收率的影响
• 3.1.2 沉淀剂用量对收率的影响
• 3.1.3 反应时间对收率的影响
• 3.1.4 反应温度对收率的影响
• 3.1.5 pH值对收率的影响
• 3.2 反应条件的正交试验
• 3.2.1 正交试验的设计
• 3.2.2 正交试验的结果
• 3.3 放大实验
• 3.4 本章小节
• 第四章 氯化亚铜抗氧化性研究的实验结果
• 4.1 氯化亚铜抗氧化性的测定方法的选择
• 4.1.1 间接法
• 4.1.2 直接法
• 4.2 不同氧化条件对包覆型氯化亚铜抗氧化性的影响
• 4.2.1 紫外线照射条件下
• 4.2.2 鼓风干燥箱中氧化
• 4.2.3 自然氧化
• 4.2.4 水蒸汽氧化
• 4.3 溶剂的选择
• 4.4 柠檬酸包覆氯化亚铜机理的初探
• 4.5 柠檬酸、硫脲包覆氯化亚铜影响因素的研究
• 4.5.1 反应时间对氯化亚铜抗氧化性的影响
• 4.5.2 包覆剂用量对氯化亚铜抗氧化性的影响
• 4.5.3 反应温度对氯化亚铜抗氧化性的影响
• 4.6 氯化亚铜包覆效果的图谱检测及解析
• 4.6.1 红外光谱分析
• 4.6.2 包覆型氯化亚铜的热重—差热分析
• 4.6.3 包覆型氯化亚铜的XRD分析
• 4.7 本章小节
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 研究展望
• 致谢
• 主要参考文献
• 附录