殺菌劑用納米氫氧化銅的制備及應(yīng)用性能研究

發(fā)布時間：2020-08-24 21:08

【摘要】：氫氧化銅是一種重要的工業(yè)材料,可用于醫(yī)藥、媒染劑、顏料、飼料添加劑、農(nóng)藥、紙張染色劑和催化劑等方面,近些年又發(fā)現(xiàn)其在能量儲存和傳感器上也有潛在用途。其中,氫氧化銅是廣泛用于果蔬、農(nóng)田作物病害防治的廣譜殺菌劑,它是無機銅制劑中的一支新秀,被農(nóng)業(yè)部列入無公害農(nóng)產(chǎn)品推薦使用品種之一。對殺菌材料而言,粒度越小、分散性越好、比表面積越大,殺菌效果越好,當(dāng)殺菌材料達到納米級別時,擁有更強的抗菌活性,因此氫氧化銅的納米化將是影響殺菌效果的關(guān)鍵。本文主要以直接沉淀法、前驅(qū)體法和配位沉淀法來制備氫氧化銅,在研究不同條件下制備氫氧化銅規(guī)律后,選取性能較好的氫氧化銅制成水分散粒劑,并將其與外購氫氧化銅制成的銅制劑對比。本論文主要得到以下結(jié)果:(1)直接沉淀法制備氫氧化銅的研究。氫氧化鈉溶液的快速加入比滴加方式得到的氫氧化銅結(jié)晶性能好,氫氧化鈉用量較低(n(Cu2+):n(OH-)=1:2 相對于n(Cu2+):n(OH-)=1:2.5)時,結(jié)晶性能差一些。當(dāng) n(Cu2+):n(OH-)=1:2.5 時,得到由直徑約20 nm、長為1 μm-2 μm的納米線或其組裝成的束狀(或帶狀)結(jié)構(gòu)堆積而成1μm-20μm團聚嚴重的大小不一的顆粒;n(Cu2+):n(OH-)=1:2時,得到是納米球顆粒堆積而成1-15 μm的團聚嚴重的顆粒。直接沉淀法得到的氫氧化銅顆粒大小不均一,分散性不佳,團聚嚴重。(2)前驅(qū)體法制備氫氧化銅的研究。氫氧化鈉法中,向硫酸銅溶液中滴加或快速倒入氫氧化鈉溶液分別可以得到直徑為200-300 nm的(Cu4SO4(OH)6)與Cu4SO4(OH)6.H2O納米片前驅(qū)體,不論哪種前驅(qū)體,氫氧化鈉溶液滴加方式處理前驅(qū)體得到的氫氧化銅納米線(或納米棒)總是比快速加入方式的長,最終均得到由納米線(或棒)交錯編織成大小不均一的顆粒。尿素法得到厚約0.5 μm、寬1-2μm、長為1-10 μn的微米級塊狀前驅(qū)體。氫氧化鈉溶液滴加方式處理該前驅(qū)體得到由直徑約30 nm、長為1-2 μm整齊排列氫氧化銅納米線編織成的梳形顆粒,基本保留了原前驅(qū)體的形貌特征;氫氧化鈉溶液快速方式得到由直徑約30 nm、長為1-3 μm氫氧化銅納米線編織的梳形顆粒,其也和前驅(qū)體形貌相似,但易堆積而成數(shù)微米大小的顆粒。前驅(qū)體法得到的氫氧化銅顆粒大小不均一,分散性不好。(3)配位沉淀法制備氫氧化銅的研究。不同初始濃度硫酸銅隨不同氨水濃度所得氫氧化銅顆粒在形貌上有類似的規(guī)律,隨著氨水濃度的增加,均是從團聚較嚴重的大小不均一的顆粒向有序的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,低氨水濃度(對應(yīng)2-5 mol/L、1.5-2.5 mol/L、1-2 mol/L)得到氫氧化銅基本是由納米線或納米棒堆積而成的團聚較嚴重的大小不均一的顆粒;而高氨水濃度(對應(yīng)6-9mol/L、3-3.5mol/L、2.5-3 mol/L)得到的氫氧化銅是由直徑20-30 nm、長0.5 μm-2 μm的納米線有序組裝成的大小均一的花簇狀(或束狀)顆粒。這種花簇狀顆粒粒度均一,分散性較好,純度高,具備較高比表面積,可達83.3 m2/g。(4)表面活性劑-配位沉淀法制備氫氧化銅的研究。SDS、PEG 6000、PVP40000對氫氧化銅形貌有較大影響,其中,SDS在減小納米線長度的同時,還能降低束狀顆粒的直徑,但易引入雜質(zhì);不同濃度的PEG 6000得到的均是接近球形的花簇狀顆粒,直徑約1 μm,其可以減小納米線長度,增加花簇狀顆粒直徑;PVP 40000主要通過降低花簇狀(或束狀)顆粒的直徑,來影響氫氧化銅的形貌。(5)氫氧化銅水分散粒劑研究。配位沉淀法所得氫氧化銅的比表面積遠高于長湖氫氧化銅,這是由于前者納米線排列不如后者致密,而且束狀(或簇狀)顆粒分散性也較好。配位沉淀法所得氫氧化銅制成的水分散粒劑懸浮率要優(yōu)于購于蘇州的納米氫氧化銅制成的水分散粒劑,其基本滿足粒度、懸浮率和pH的要求。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院過程工程研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ131.21;TB383.1
【圖文】：