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利用机械力化学原理,通过高能行星球磨机,在蒸馏水中球磨金属活动顺序表中排在氢以前的金属粉末(Zn、Mn等)可直接制备相应的纳米级氧化物,并得到副产物氢气。而关于排在氢以后的金属在水溶液中球磨的现象及规律尚无研究。本文以排在氢之后的铜为实验对象,研究Cu-H2O二元系以及Cu-Cl-H2O三元系反应球磨的现象及规律,并通过XRD、SEM及TEM等分析手段分析产物特征。实验得到了如下结果:(1) Cu在纯蒸馏水中球磨时,Cu与溶解于水中的氧气反应生成Cu2O,但因罐中氧气量及溶解在水中的氧气量有限因而所得Cu2O的量有限。在机械合金化结果中,Cu粉与干燥空气中的氧气反应较难发生,因而在球磨110h后也仅得到极少量Cu2O,较水溶液条件下的量少。(2) Cu在蒸馏水中球磨,当体系氧压较高时(充氧条件下),Cu粉与氧气之间的反应被不断激发。由于体系氧气充足,Cu粉能被完全氧化为CuO。球磨110h后所得纯的CuO粉末较为均匀,颗粒尺寸分布在100-200nm之间。(3)在pH=2的HCl溶液中球磨金属Cu粉,球磨3h后快速得到了大量的Cu2O粉末,但同时含有少量Cu2(OH)3Cl和CuCl。球磨70h后得到纯度较高的Cu2O粉末,未检测到其它物相。所得Cu2O颗粒尺寸均为50-100nm之间,球磨70h所得Cu2O颗粒尺寸较球磨3h时的略小。(4)在CuCl2溶液中球磨纯铜粉末,当[Cl-]=1.5×10-2mol/L和7.5×10-2mol/L时,分别球磨25h和80h后得到完全的Cu2O,颗粒多为规则的立方状、六方状,尺寸约为50-150nm;在[Cl-]=0.3mol/L时,得到纯Cu2O粉末所需时间为100h,颗粒尺寸明显偏大且出现大量不规则形貌;在[Cl-]=0.75×10-2mol/L以及0.3×10-2mol/L时,体系较难在某一时段得到纯的Cu2O。由此可知,不同氯离子浓度将影响球磨各阶段反应、得到纯的Cu2O所需时间及所得Cu2O的颗粒大小和形貌。(5)将CuCl在水溶液中球磨,球磨80h后得到绝大多数的Cu2O。所得Cu2O颗粒大多为不规则形貌,有部分立方状及六方状颗粒,尺寸为20-80nm。