纳米Cu具有小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应等特性,表现出有异于宏观材料的物理化学性质,又因其储量大,价格低廉,具有优良热导和电导性能,Cu基纳米材料正被广泛用于固体推进剂、光电材料、催化、润滑、抗菌等众多领域,逐渐成为化工、电子原料中不可替代的重要组成。降低生产成本,提高生产效率,完善制备工艺,防止纳米铜的团聚,解决纳米铜的抗氧化问题,使纳米材料实现规模化生产,是目前纳米Cu研究的瓶颈问题。Cu基纳米材料的制备方法很多,最常用的是化学还原法。传统的化学还原法以水合肼(N2H4·H2O),硼氢化物(MBH4),抗坏血酸(C6H806),等作为还原剂在溶液中还原Cu2+制备纳米Cu,此方法具有设备要求低、工艺简单、操作简便、反应条件温等便于规模化生产的优点,但还原剂毒性较大,价格昂贵,产物形貌存在可控性差等缺点。本文基于课题组前期的CuZnAl催化剂完全液相法制备方法发展了以液体石蜡及二乙醇胺作为溶剂、还原剂的纳米Cu制备技术。本方法工艺简单易控,设备投资小,纳米铜晶体生长及形貌可控,产率高,成本低廉(液体石蜡可以重复利用),环境友好,抗氧化修饰同步实现,是一条很好的纳米Cu的规模化制备路径。本文考察了以液体石蜡作为溶剂、还原剂时,铜盐种类、反应温度、反应时间、Cu前驱物形式、Cu前驱物化合物浓度、前驱物加入方式、配合物种类、溶剂等因素对产物组成及粒径的影响;研究了不同配合物对纳米Cu形貌的影响,探讨配合物对形貌的作用规律;考察了以二乙醇胺作为溶剂、还原剂及形貌控制剂中前驱物浓度、反应温度、对产物的粒径分布及形貌的影响,并探讨了反应机理;分别用石蜡液相还原法和二乙醇胺还原法制备CuAl复合材料,分析了样品形貌差异,将二乙醇胺制备的立方体形貌的CuAl复合材料用于CO2加氢反应,考察了氢碳比,CO2空速及反应温度对CO2转化率及乙醇选择性的影响。主要得到以下结论:1.石蜡液相还原法中,各类铜盐还原的难易次序为:CuCl2>CuSO4>Cu(CH3COO)2>Cu(NO3)2。在250℃下,反应3h,石蜡液相还原法可以将硝酸铜全部还原为Cu0。该方法制备的纳米Cu产率高(高于95%),方法简单,易于规模化生产。2.有利于降低纳米铜粒径的工艺条件有:低的还原温度(石蜡液相还原法为250℃;二乙醇胺还原法为155℃)、类溶胶凝胶、类反相乳液法、积碳、络合剂、喷射或滴加铜物种等。3.有利于降低还原温度的方法有:减少前驱物中水含量、加入还原性物质乙醇、二乙醇胺、茴香醛、聚乙二醇等。4.配体与金属离子作用力强则有利于得到完美的立方体形貌;反之,作用力弱则易于得到类球形的形貌。立方体形貌的纳米Cu,所暴露晶面多为{100}晶面系。5.石蜡液相还原法和二乙醇胺液相还原法制备的样品都有较好的抗氧化性能。二乙醇胺液相还原法制备的样品具有优异的导电性能。6.将二乙醇胺还原制备的CuAl复合组分应用于二氧化碳加氢反应,获得了较好的催化选择性(乙醇的选择性达到43.84%)。在二氧化碳加氢反应中,Cu物种的烧结和表面积碳与以及表面酸、碱性增强,最终导致催化剂活性降低。