CN100490940C - 纳米氧化铜的应用方法 - Google Patents

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Abstract

纳米氧化铜的应用及其制备方法，它涉及一种化合物的应用及其制备方法。由于本发明之前不曾有以单一纳米氧化铜作为常温脱硫剂的报道，而且目前纳米氧化铜制备方法所制出的纳米氧化铜纯度低；所以本发明提供了一种纳米氧化铜的应用及其制备方法。本发明中纳米氧化铜作为常温脱硫剂应用，且纳米氧化铜为常温脱硫剂唯一组分。纳米氧化铜的制备：向硝酸铜溶液中加入氢氧化钠，然后再过滤、干燥、焙烧。或者纳米氧化铜按以下制备：将氢氧化钠溶液加入硝酸铜溶液，然后再过滤、干燥。本发明纳米氧化铜在常温条件下脱硫精度高，硫容高达18.3%～28.7%。本发明制备出的纳米氧化铜纯度高于99.9%，制备工艺简单，加工设备要求低，能耗小，生产成本低，易于推广实施。

Description

纳米氧化铜的应用方法
技术领域
本发明涉及一种化合物的应用及其制备方法。
背景技术
硫化氢气体对工业设备和环境具有巨大的危害性，在生产生活中都需要加以控制，脱硫剂被广泛应用于化学工业、冶金、电子、纺织、机械、宇航、环保等领域。脱硫剂按照应用温度可以分为高温脱硫剂、中低温脱硫剂和常温脱硫剂。常温条件下脱硫可以节省大量能源，但由于常温条件下反应物难以突破能量势垒，只有具备特殊物理性能和化学性能的物质才能达到常温脱硫的控制目标，目前开发用于中高温的脱硫剂在常温条件下脱硫性能会显著下降甚至于无活性；而且目前市场上的脱硫剂绝大多数是通过掺杂和负载提高反应活性，往往制备方法复杂，硫容低。而且迄今为止未见有以单一纳米氧化铜作为常温脱硫剂的报道。
目前纳米氧化铜制备方法所制出的纳米氧化铜纯度低。
发明内容
本发明之前不曾有以单一纳米氧化铜作为常温脱硫剂的报道，而且目前纳米氧化铜制备方法所制出的纳米氧化铜纯度低；因此本发明提供了一种纳米氧化铜的应用方法。
本发明中纳米氧化铜作为常温脱硫剂应用，且纳米氧化铜为常温脱硫剂唯一组分，其中纳米氧化铜的粒径为10～30nm。
上述纳米氧化铜按以下步骤制备：(一)用体积比为1∶0.5～3的水-乙醇液为溶剂，硝酸铜为溶质，配制成浓度为0.2mol/L的硝酸铜溶液；(二)按硝酸铜溶液中铜离子摩尔数的2.0～2.2倍向硝酸铜溶液中加入氢氧化钠，并搅拌0.5～1h，然后静置1±0.1h；(三)过滤，固相物用去离子水洗涤5～8次，再置于60±2℃的环境中干燥1～2h；(四)经干燥的固相物在185～260℃的条件下焙烧1±0.1h，即得到粒径为10～30nm的纳米氧化铜。上述纳米氧化铜的另一种制备方法：(一)用体积比为1∶0.5～3的水-乙醇液为溶剂，硝酸铜为溶质，配制成浓度为0.2mol/L的硝酸铜溶液；(二)将硝酸铜溶液缓慢倒入浓度为0.1～1mol/L的氢氧化钠溶液中，使混合液中铜离子与氢氧根离子的摩尔比为1：2.04～2.2，并搅拌0.5～1h，然后静置1±0.1h；(三)过滤，固相物用去离子水洗涤5～8次，再置于60±2℃的环境中干燥1～2h，即得到纳米氧化铜。
本发明纳米氧化铜在常温条件下(25～30℃)脱硫精度高，硫容高达18.3％～28.7％。本发明制备出的纳米氧化铜纯度高于99.9％，制备工艺简单，加工设备要求低，能耗小，生产成本低，易于推广实施。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式纳米氧化铜作为常温脱硫剂应用，且纳米氧化铜为常温脱硫剂唯一组分。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：纳米氧化铜的粒径为10～30nm。其它与实施方式一相同。
本实施方式在常温(25～30℃)、1个标准大气压的条件下进行脱硫对比实验，实验数据如表1所示。
表1
 
脱硫物 脱硫物粒径(nm) 空速(h<sup>-1</sup>) 20ppmv穿透点硫容(％) 穿透点前出气硫化氢浓度
分析纯氧化铜 200～500 3000 0.44 >10ppmv
纳米氧化锌 14.3 3000 3.76 >0.1ppmv
纳米氧化铜与纳米氧化锌组合(摩尔比1∶18.40) 6.2-11.1 3000 7.71 >0.1ppmv
本实施方式纳米氧化铜 10～30 3000 18.3～28.7 >0.04ppmv
脱硫对比实验数据说明本实施方式纳米氧化铜在常温(25～30℃)条件下具有优异的脱硫效果。本实施方式纳米氧化铜在常温(25～30℃)、空速为7000h-1的条件下仍具有较高的脱硫精度和硫容，脱硫精度可达到0.5ppm，硫容也可达到10％以上。
具体实施方式三：本实施方式纳米氧化铜按以下步骤制备：(一)用体积比为1∶0.5～3的水-乙醇液为溶剂，硝酸铜为溶质，配制成浓度为0.2mol/L的硝酸铜溶液；(二)按硝酸铜溶液中铜离子摩尔数的2.0～2.2倍向硝酸铜溶液中加入氢氧化钠，并搅拌0.5～1h，然后静置1±0.1h；(三)过滤，固相物用去离子水洗涤5～8次，再置于60±2℃的环境中干燥1～2h；(四)经干燥的固相物在185～260℃的条件下焙烧1±0.1h，即得到粒径为10～30nm的纳米氧化铜。
本实施方式制备的纳米氧化铜经X-射线检测，其粒径为10～40nm，其中95％以上的纳米氧化铜颗粒粒径小于30nm。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式三的不同点是：步骤(一)中用体积比为1∶1～2.5的水-乙醇液为溶剂。其它步骤及参数与实施方式三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式三的不同点是：步骤(一)中用体积比为1∶1.5～2的水-乙醇液为溶剂。其它步骤及参数与实施方式三相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式三的不同点是：步骤(一)中用体积比为1∶1的水-乙醇液为溶剂。其它步骤及参数与实施方式三相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式三的不同点是：步骤(二)中按硝酸铜溶液中铜离子摩尔数的2.08～2.15倍加入氢氧化钠。其它步骤及参数与实施方式三相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式三的不同点是：步骤(二)中按硝酸铜溶液中铜离子摩尔数的2.10～2.13倍加入氢氧化钠。其它步骤及参数与实施方式三相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式三的不同点是：步骤(三)中置于60℃的环境中干燥1.2～1.8h。其它步骤及参数与实施方式三相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式三的不同点是：步骤(三)中置于60℃的环境中干燥1.5h。其它步骤及参数与实施方式三相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式三的不同点是：步骤(四)中经干燥的固相物在200～250℃的条件下焙烧1h。其它步骤及参数与实施方式三相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式三的不同点是：步骤(四)中经干燥的固相物在220～230℃的条件下焙烧1h。其它步骤及参数与实施方式三相同。
具体实施方式十三：本实施方式纳米氧化铜按以下步骤制备：(一)用体积比为1∶0.5～3的水-乙醇液为溶剂，硝酸铜为溶质，配制成浓度为0.2mol/L的硝酸铜溶液；(二)将硝酸铜溶液缓慢倒入浓度为0.1～1mol/L的氢氧化钠溶液中，使混合液中铜离子与氢氧根离子的摩尔比为1∶2.04～2.2，并搅拌0.5～1h，然后静置1±0.1h；(三)过滤，固相物用去离子水洗涤5～8次，再置于60±2℃的环境中干燥1～2h，即得到纳米氧化铜。其它步骤及参数与实施方式三相同。
本实施方式纳米氧化铜制备方法更为简单、耗能更低，生产成本更低。本实施方式制备的纳米氧化铜经X-射线检测，其粒径为10～40nm，其中95％以上的纳米氧化铜颗粒粒径小于30nm。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式十三的不同点是：步骤(一)中用体积比为1∶1～2.5的水-乙醇液为溶剂。其它步骤及参数与实施方式十三相同。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式十三的不同点是：步骤(一)中用体积比为1∶1.5～2的水-乙醇液为溶剂。其它步骤及参数与实施方式十三相同。
具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式十三的不同点是：步骤(一)中用体积比为1∶1的水-乙醇液为溶剂。其它步骤及参数与实施方式十三相同。
具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式十三的不同点是：步骤(二)中混合液中铜离子与氢氧根离子的摩尔比为1∶2.08～2.15。其它步骤及参数与实施方式十三相同。
具体实施方式十八：本实施方式与具体实施方式十三的不同点是：步骤(二)中混合液中铜离子与氢氧根离子的摩尔比为1∶2.10～2.13。其它步骤及参数与实施方式十三相同。
具体实施方式十九：本实施方式与具体实施方式十三的不同点是：步骤(三)中置于60℃的环境中干燥1.5h。其它步骤及参数与实施方式十三相同。

Claims (9)

1、纳米氧化铜的应用方法，其特征在于纳米氧化铜作为常温脱硫剂应用，且纳米氧化铜为常温脱硫剂唯一组分，其中纳米氧化铜的粒径为10～30nm。
2、根据权利要求1所述的纳米氧化铜的应用方法，其特征在于纳米氧化铜按以下步骤制备：(一)用体积比为1∶0.5～3的水-乙醇液为溶剂，硝酸铜为溶质，配制成浓度为0.2mol/L的硝酸铜溶液；(二)按硝酸铜溶液中铜离子摩尔数的2.0～2.2倍向硝酸铜溶液中加入氢氧化钠，并搅拌0.5～1h，然后静置1±0.1h；(三)过滤，固相物用去离子水洗涤5～8次，再置于60±2℃的环境中干燥1～2h；(四)经干燥的固相物在185～260℃的条件下焙烧1±0.1h，即得到纳米氧化铜。
3、根据权利要求2所述的纳米氧化铜的应用方法，其特征在于步骤(一)中用体积比为1∶1～2.5的水-乙醇液为溶剂。
4、根据权利要求2所述的纳米氧化铜的应用方法，其特征在于步骤(一)中用体积比为1∶1的水-乙醇液为溶剂。
5、根据权利要求2所述的纳米氧化铜的应用方法，其特征在于步骤(二)中按硝酸铜溶液中铜离子摩尔数的2.08～2.15倍加入氢氧化钠。
6、根据权利要求2所述的纳米氧化铜的应用方法，其特征在于步骤(二)中按硝酸铜溶液中铜离子摩尔数的2.10～2.13倍加入氢氧化钠。
7、根据权利要求2所述的纳米氧化铜的应用方法，其特征在于步骤(三)中置于60℃的环境中干燥1.2～1.8h。
8、根据权利要求2所述的纳米氧化铜的应用方法，其特征在于步骤(四)中经干燥的固相物在200～250℃的条件下焙烧1h。
9、根据权利要求1所述的纳米氧化铜的应用方法，其特征在于纳米氧化铜按以下步骤制备：(一)用体积比为1∶0.5～3的水-乙醇液为溶剂，硝酸铜为溶质，配制成浓度为0.2mol/L的硝酸铜溶液；(二)将硝酸铜溶液缓慢倒入浓度为0.1～1mol/L的氢氧化钠溶液中，使混合液中铜离子与氢氧根离子的摩尔比为1∶2.04～2.2，并搅拌0.5～1h，然后静置1±0.1h；(三)过滤，固相物用去离子水洗涤5～8次，再置于60±2℃的环境中干燥1～2h，即得到纳米氧化铜。
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