四水甲酸铜(II)的合成与应用

2025/7/29 10:24:43 作者:风华

概述

四水甲酸铜(II)[Cu(HCOO)2•4H2O]是一种常温常压下表现为浅蓝色晶体的金属有机化合物,易溶于水,100mL冷水中可溶解12.5g四水甲酸铜(II),溶液为天蓝色;。难溶于醇,100mL醇中仅可溶解0.25g。

四水甲酸铜(Ⅱ).png

合成工艺

Ⅰ.称取一定量CuSO4•5H2O和NaHCO3,充分研细并混合均匀。

Ⅱ.将Ⅰ中所得混合物加入到100mL接近沸腾的蒸馏水中,继续加热至接近沸腾状态数分钟。

Ⅲ.静置溶液,待澄清后,用倾析法分离得到沉淀,用蒸馏水洗涤,干燥。

Ⅳ.将Ⅲ中所得产品放入如图装置的三颈烧瓶中,加入约20mL蒸馏水,加热搅拌至50℃左右。

Ⅴ.向三颈烧瓶中加入甲酸,反应结束后趁热过滤。

Ⅵ.将所得滤液经过一系列操作得到四水甲酸铜(II)产品。

应用

四水甲酸铜(II)常用作催化剂、化学试剂,应用于纳米材料、电镀等领域,下面就文献报道的部分应用实例展开详细介绍:

(1)制备抗氧化性强的甲酸铜基无颗粒型导电墨水。制备工艺包括如下步骤:1)将醇类溶液与一种或多种有机胺混合备用;2)向混合溶液中缓慢加入四水甲酸铜(II)颗粒形成铜胺络合溶液,即得到目标墨水。最终得到的导电墨水稳定性好,常温常压,不避光条件下存放120天不会发生变质。另外,制备的导电墨水取200微升滴在玻璃衬底上可以快速覆盖整个衬底,在170℃以下加热制备的导电薄膜,形貌致密,导电性优良,并且加热全程可以不使用保护气,在空气中即可完成,铜导电薄膜不会被氧化[1]。

(2)制备抗氧化性微米铜。将无水乙醇与有机胺混合,加入四水甲酸铜(II)形成铜胺络合物溶液;向铜胺络合物溶液中加入保护剂,同时持续加热;向上一步骤所得产物中加入还原剂,加热至容器壁出现金属光泽后冷却;采用离心与自沉降结合的方法收集微米铜颗粒,并用洗涤液洗涤,烘干后即得目标产物。制得的微米铜颗粒不仅产量高,纯度高,而且抗氧化性好,不易发生团聚,稳定性好[2]。

(3)制备纳米铜修饰碳纳米管/石蜡温敏复合材料。首先,将功能化碳纳米管与四水甲酸铜(II)在去离子水中混合,经超声振动,机械搅拌和水分蒸发后,获得甲酸铜/碳纳米管二元复合物。然后,将甲酸铜/碳纳米管二元复合物与石蜡及分散稳定剂混合制成混合物,所得混合物加热至石蜡熔点以上5~15℃,连续搅拌4~5h,获得反应混合物。最后,将反应混合物在氮气保护下,加热至220~230℃,搅拌2~3h即可获得纳米铜修饰碳纳米管/石蜡温敏复合材料。上述制备工艺采用蜡浴加热分解甲酸铜/碳纳米管二元复合物,单步制备纳米铜/石蜡温敏复合材料,不仅省去了纳米铜修饰碳纳米管复合颗粒的收集和存放环节,同时还增大了复合材料的导热系数,提高温敏复合材料的导热性能[3]。

参考文献

[1]王绩伟,杨兴举,刘雯,等.一种抗氧化无颗粒型铜导电墨水及其制备方法:CN202010198854.0[P].

[2]王绩伟,杨兴举,李佳,等.一种抗氧化微米铜的制备方法:CN201910175367.X[P].

[3]徐斌,楼白杨,李晓,等.一种纳米铜修饰碳纳米管/石蜡温敏复合材料的制备方法:CN201410141052.0[P].

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