纳米氧化铜的应用及其生态毒性研究进展

[背景]纳米氧化铜(CuO-nanoparticles,CuO-NPs)是一种工程纳米材料,具有价廉易得、稳定性强、导电性高的特点,同时具有高比容量、高表面能和大比表面积,在电化学、光电、能源技术、催化和生物医学等领域展现出巨大的应用潜力.随着对CuO-NPs研究的深入,特别是铜依赖毒性机制“铜死亡”的发现,其环境安全性和生物相容性问题备受关注.[进展]本文主要介绍近5年来CuO-NPs的应用进展及环境命运,并阐述其环境危害、健康危害以及毒性机制研究进展.在工业生产中,CuO-NPs主要在超导、催化、玻璃陶瓷染色和农药领域被广泛应用,在电极材料、光电元件、抗菌剂、生物传感和肿瘤治疗等方面也有广阔的应用前景.CuO-NPs对生态环境中植物、动物、微生物及人体健康有不同程度的危害作用,其毒性主要依赖于氧化还原电位、颗粒摄取、细胞内释放及铜离子溶出.最新发现的“铜死亡”机制为研究CuO-NPs的生物相容性提供了新视野.[展望]未来在CuO-NPs暴露条件下的表征、低浓度CuO-NPs作用下的长期和慢性影响、与实际环境相符的风险评估,以及不同毒性机制相互作用和稳态调节等方向开展深入研究,将有助于人们更充分了解CuO-NPs的生态毒性及相应机制.

硫化铜精矿氧压浸出工艺研究

针对硫化铜精矿火法冶炼工艺副产硫酸,在硫酸滞销地区难以大规模应用的难题,研究了硫化铜精矿氧压浸出工艺。对某硫化铜精矿原料进行了成分、物相及有价元素赋存状态进行了分析,从理论上分析了硫化铜精矿氧压浸出的可行性,研究了一段氧压浸出、两段氧压浸出工艺的浸出效果。结果表明,采用两段逆流氧压浸出,一段控制温度135~140℃、总压1.3~1.4 MPa、时间2~2.5 h、分散剂加入量4‰~5‰、沉矾剂加入量2.5%~3%,二段控制温度165~170℃、总压1.4~1.5 MPa、时间2.5~3 h、分散剂加入量6‰~7‰、沉矾剂加入量3%~3.5%,铜浸出率为90.49%~92.25%。一段浸出液含铜90.78~92.34 g/L、铁10.81~13.84 g/L、硫酸28~30 g/L,可送后续除铁净化—电积生产电铜。

氧化铜/羧基化碳纳米片修饰玻碳电极用于尿酸的灵敏检测

制备了氧化铜(CuO)纳米棒和羧基化碳纳米片(cCNSs)两种材料,并通过滴涂方式将其修饰在玻碳电极(GCE)表面,构建了一种用于检测尿酸(UA)的电化学传感器。采用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对所制备的材料进行表征。通过微分脉冲伏安法(DPV)和循环伏安法(CV)研究了传感器的电化学性能。结果表明,CuO/cCNSs修饰电极对UA的氧化有很好的催化效果。与GCE电极相比,UA在CuO/cCNSs修饰电极上的峰电流增强了约122倍。在0.3~-30.0μmol·L^(-1)浓度范围内,UA的氧化峰电流与其浓度呈良好的线性关系,检出限为0.087μmol·L^(-1)。该传感器具有良好的选择性、重现性和稳定性,应用于人体尿样中UA的检测,加标回收率为83.2%~103%。

非洲某硫化铜矿浮选试验研究

非洲某硫化铜矿中全铜品位2.085%,氧化铜品位0.151%。为确定适合该矿石中铜矿物有效回收的工艺流程及工艺技术条件,保证铜精矿的品位和回收率,进行浮选试验研究。结果表明,当磨矿细度-0.074 mm占67%时,进行一段粗浮选,二段扫浮选和二段精浮选流程。采用硫化钠为浮选调整剂(活化及调浆作用);混合黄药+丁铵黑药为捕捉剂,2^(#)油为起泡剂,最终获得铜品位31.24%的铜精矿,铜回收率91.40%。

利用氧化铜矿石生产氧化铜实践

利用氧化铜矿石经“破碎—分级—酸浸—铁置换—海绵铜焙烧”生产出了氧化铜粉，铜浸出率８８．７５％，总直收率７５．０１％。该工艺经济效益显著，并介绍了其操作条件。

具有光电双驱动的柔性硫化铜/密胺泡绵的制备及性能研究

通过化学沉积法在密胺泡绵骨架上生成硫化铜,制备出具有光热、电热性能的硫化铜/密胺泡绵复合材料。研究表明,在低电压(1~4V)的驱动下,硫化铜/密胺泡绵复合材料表面饱和温度可达30~145℃,并且在功率为0.2~1.4W/cm^(2)的激光下材料表面可以实现30~160℃的温度变化。硫化铜/密胺泡绵优异的光热和电热转换性能使其可用于除冰和海水淡化,并将在全天候便携式的可穿戴加热器方面具有巨大的应用前景。

表面活性剂对酸性蚀刻废液制备氧化铜形貌的影响研究

为探索十二烷基二甲基胺乙内酯(BS-12)、十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基溴化吡啶(CPDB)、吐温80(Tween-80)4种表面活性剂以及其加入顺序、煅烧温度对酸性蚀刻废液制备氧化铜(CuO)的形貌与粒径的影响,使用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)对所制备CuO的性能进行了表征,通过粒径分析与热重(TG)测试研究了CuO的粒径分布与热稳定性,使用MS软件中的Forcite模块在COMPASS力场下进行分子动力学计算,研究了表面活性剂分子在CuO表面吸附过程中的能量变化。结果表明:添加表面活性剂后,CuO颗粒分布均匀、大小均一,较优的4种表面活性剂为BS-12、SDS、CPDB、Tween-80。表面活性剂的加入顺序不影响CuO产物的成分及形貌。先加入BS-12,比后加入BS-12制备的CuO样品的平均粒径小,分别为2.85、7.50 nm;在400℃下煅烧,添加BS-12、SDS、CPDB、Tween-80制备的CuO颗粒均为不规则片状结构,平均粒径增大,分别为25、27、40和55 nm。4种表面活性剂通过模拟运动后都能自发吸附在CuO表面,在此过程中温度和能量在短暂波动后迅速达到平稳状态,吸附模型体系相对稳定。BS-12、SDS、CPDB、Tween-80对CuO表面的吸附能分别为-762.73、-556.10、-619.47、-739.81 kcal/mol,吸附能力大小为BS-12>Tween-80>CPDB>SDS。在酸性蚀刻废液制备CuO过程中加入表面活性剂,能有效提高CuO颗粒的均匀性。

5种助剂对提高氢氧化铜防治烟草野火病效果的影响

[目的]明确助剂对氢氧化铜防治烟草野火病的影响,为该病害的有效防治提供理论依据。[方法]采用室内生物活性测定法研究云展和杰效利有机硅助剂、哈速腾甲基化植物油助剂、云纹清和勤天助植物油助剂对46%氢氧化铜水分散粒剂药液物理性状的影响。通过盆栽实验测定5种助剂对氢氧化铜防治烟草野火病的影响。[结果]5种助剂均可增加氢氧化铜药液的扩展直径,降低药液的表面张力,增加其在烟草叶片上的最大持留量。不同助剂影响不同,其中云展对氢氧化铜药液扩展直径的影响最大,增幅为28.75%;杰效利对氢氧化铜药液的表面张力影响最大,降幅为46.07%;哈速腾对氢氧化铜药液在烟草叶片上的最大持留量影响最大,增幅为63.75%。助剂云展、杰效利和勤天助均可提高氢氧化铜对烟草野火病的防治效果。其中,勤天助的增效最明显,在接种后15 d,勤天助与氢氧化铜混用处理的相对防效为59.22%,优于氢氧化铜处理(24.39%),增幅为142.80%。[结论]5种助剂均对氢氧化铜药液的物理性状有着良好的影响,且勤天助植物油助剂对氢氧化铜防治烟草野火病具有较好的增效作用。生产上推荐氢氧化铜与勤天助混用防治烟草野火病。

云南某贫细硫化铜矿石选矿工艺优化研究

云南某低品位细粒嵌布的铜矿石铜、硫品位分别为0.161%和9.704%,有价铜矿物嵌布粒度细,铜硫分离富集难度较大。为实现该硫化铜矿石资源的高效开发利用,在选厂原选矿流程及原矿工艺矿物学研究基础上,进行了系统的磨浮试验。结果表明:矿石采用磨矿—1粗2扫铜硫混合浮选—混浮粗精矿再磨—1粗3精2扫铜硫分离浮选闭路流程处理,可获得铜品位14.69%、铜回收率63.15%的铜精矿,硫品位29.16%、硫回收率75.10%的硫精矿,试验铜精矿品位较现场提高近3个百分点,铜回收率提高15个百分点以上,显著优于现场生产指标,达到了理想的综合回收铜硫效果。研究结果可作为工艺流程优化的依据。

利用传感器再探氢氧化铜的制备实验

利用手持传感器监测氯化铜与氢氧化钠溶液反应制备氢氧化铜沉淀的过程,通过“宏观—微观—符号—曲线”四重表征分析该反应的pH变化过程,客观解释实验过程中产生的不同现象、真实反应现象与本质之间的联系,从而培养学生的科学探究精神,并据此为氢氧化铜的实验教学提供一定的参考。

卢安夏某氧化铜矿石尾渣工艺矿物学研究

赞比亚是世界重要的铜矿资源富集区域,国内外已对其成矿地质背景、成矿规律、矿床成因等方面进行了详细研究(任军平等,2021;盖寿山等,2015)。随着矿山开采和生产的不断深入,矿石和尾渣物质成分的相关研究也逐渐成为近年研究的重点。

四川某次生硫化铜矿选矿试验研究

四川某次生硫化铜矿含铜0.42%,通过对磨矿细度、药剂种类、药剂用量以及粗精矿再磨细度等因素对选别指标的影响进行深入研究,最终采用了粗磨铜硫混选-粗精矿再磨-铜硫分离的工艺流程,得到品位为25.13%,回收率为92.35%的铜精矿,实现了该次生硫化铜矿的高效回收。

国外某复杂氧化铜矿硫化浮选生产调试

详细阐述了国外某复杂氧化铜矿硫化浮选现场生产调试过程中遇到的问题、解决这些问题的主要思路和过程。在现场调试初期,主要的问题包括铜浮选回收率和铜精矿品位双双低下、浮选泡沫矿化不好或矿化较好又容易出现严重的消泡现象,以及微细粒级针铁矿对铜精矿品位的影响等。在详细分析试验数据以及现场生产调试数据的基础上,形成了氧化铜矿现场生产调试的基本指导原则:1)硫氢化钠的总用量以文中式(1)为计算基准,并视现场情况适当增减,变动范围在文中式(2)所界定的C值内;2)保持捕收剂丁基黄药的总用量在较高水平;3)硫氢化钠总用量的适当增减或式(2)中常数C取值主要依据是粗选一三个槽的泡沫矿化情况,即硫氢化钠在粗选一的添加量应能使粗选一泡沫矿化比较明显并且泡沫颜色从不明显带泥变成带些黄褐色,也即硫氢化钠在粗选一的添加量应能使得部分微细粒针铁矿能被硫化活化而后接受捕收剂吸附、从而因疏水而非因微细粒的水相均匀分布带入精矿矿浆而进入泡沫层。利用这一特性,通过提高捕收剂丁基黄药用量以提高铜回收率的同时可以有效避免浮选槽消泡现象。以上以硫氢化钠用量模型和捕收剂用量模型为核心的指导原则是该氧化铜矿硫化浮选现场生产调试成功的关键。

用于抑制肿瘤细胞生长的叶酸修饰聚多巴胺涂层的氧化铜纳米颗粒

采用沉淀转化法制备出粒径约为10 nm的氧化铜纳米颗粒(CuO NPs),通过盐酸多巴胺(DA HCl)在其表面进行聚合,并通过叶酸(FA)修饰形成CuO@PDA-FA NPs。采用透射电子显微镜、红外光谱仪、纳米粒径电势分析仪、X射线光电子能谱对纳米颗粒的形貌和性质进行表征。结果表明,制备的CuO@PDA-FA NPs粒径约为190 nm。材料降解亚甲基蓝试验和氧化葡萄糖试验证实CuO@PDA-FA NPs具备类过氧化物酶(POD)活性和类葡萄糖氧化酶(GOD)活性。近红外光热转换试验证实CuO@PDA-FA NPs具有良好的光热效应和光热稳定性。体外细胞毒性试验、细胞摄取试验和活性氧生成试验结果表明,CuO@PDA-FA NPs能主动靶向肿瘤细胞,并通过光热治疗(PTT)/化学动力学治疗(CDT)/饥饿治疗(ST)协同效果杀伤肿瘤细胞。

氧化铜矿浮选方法及药剂的研究现状及展望

这是一篇矿物加工工程领域的论文。铜是一种重要的有色金属资源,随着易选硫化铜矿的日益减少,开发利用氧化铜矿是矿业领域内研究的重要内容。浮选法是处理氧化铜矿的主要方法。本文概述了近几年来关于氧化铜矿浮选的相关研究进展,详述了直接浮选法和硫化浮选法以及其他浮选方法的发展现状,并对浮选药剂进行了分析,探讨了氧化铜矿浮选今后的发展方向,旨在为高效选别氧化铜矿提供重要的理论依据。

超低电阻率石墨/氧化铜/石墨三明治结构导电材料

研制超低电阻率材料对于降低高速摩擦接触导电材料功耗以及推动室温超导材料的发展都具有十分重要的意义。本实验设计并制备了不同夹心层数、不同夹心层厚度和不同夹心层面积分数的石墨/氧化铜/石墨三明治结构(Graphite/Copper Oxide/Graphite Sandwich Structure,G/CO/G-SS)导电材料体系和样品。采用XRD、SDM和SEM表征样品的物相和形貌,利用LCR数字电桥测量样品电阻,并使用四探针测试仪进行标定。结果表明,粒径为10~20μm的氧化铜粉末均匀涂敷在石墨基体表面,恰好填补了石墨表面缺陷。G/CO/G-SS导电材料夹层厚度达到基本单元层厚度时具有9.09×10^(-10)Ω·m(远低于铜的电阻率)的超低电阻率,与石墨基体(8×10^(-6)Ω·m)相比,降低了约4个数量级。研究发现,以高电阻率的氧化铜粉体作为三明治结构的夹心层,在石墨/氧化铜界面上形成了高通导电网络,极大地提高了材料的电导率,并且G/CO/G-SS导电材料电阻率随着复相界面数的增加而降低。

低品位氧化铜钴矿堆浸试验研究

对刚果(金)某低品位氧化铜钴矿资源进行了堆浸试验研究,考察了喷淋强度、喷淋酸度和矿石粒度对铜钴浸出率的影响。结果表明,喷淋酸度和喷淋强度对铜钴浸出速度和累计浸出率影响显著,而矿石粒度对浸出过程影响不大。确定了低品位氧化铜钴矿适宜的堆浸条件为:喷淋酸度20 g/L,喷淋强度15 L/(m^(2)·h),矿石粒度-40 mm。在此条件下,堆浸100 d,铜和钴累计浸出率分别可达90.89%和82.27%。

磨矿过程对硫化铜镍矿石浮选的影响

磨矿过程对硫化铜镍矿石浮选存在影响,对相关研究进行了总结。研究表明,磨矿介质的尺寸、外形、配比、材质,磨矿环境等相关参数主要通过影响磨矿产品的粒度组成及磨矿过程中的电化学反应影响硫化铜镍矿石的浮选。特定外形、尺寸、配比的磨矿介质可影响矿石中硫化矿物及脉石矿物的粉碎行为,结合矿石力学性质进行特定调控,可提升磨矿效率,改善磨矿产品中硫化矿物及脉石矿物的粒度分布,提升浮选指标;磨矿介质的材质主要通过影响磨矿过程的电化学反应影响矿物的浮选,由于原电池效应,铸铁等活性介质磨矿时会产生大量亲水化合物,覆盖于硫化矿物表面阻碍其上浮,改用不锈钢等惰性介质可避免这一点,同时降低介质损耗,此外,铸铁等介质产生的铁离子等可能会活化脉石矿物,进一步恶化浮选指标;不同气氛下磨矿也会影响矿物浮选,在氮气气氛下磨矿时,磨矿介质发生的电化学反应微弱,产生的亲水化合物较少,硫化矿物一般可获得比空气气氛下磨矿更高的回收率,而氧气气氛下磨矿则会降低矿物可浮性;干磨湿磨等磨矿方式差异也会通过影响硫化矿物表面组成等方式影响其可浮性。总的来说,磨矿过程对硫化铜镍矿石的浮选影响是多方面的,在对相关参数进行调整时,应结合具体的矿石性质开展详细的试验研究,以获得良好的浮选指标。

多孔氧化铜/石墨烯的制备及其光催化苯羟基化的研究

作为一种重要的化工原料,苯酚在工业领域的应用非常广泛。但传统的苯酚制备方法较为复杂且不利于环保,一步法光催化苯制苯酚则具有制备方法简单、绿色环保的优点,引起了研究者的广泛关注。本文以硝酸铜和石墨烯为原料,采用水热法和自组装技术制备了结合紧密的CuO/GO纳米复合材料。通过SEM、TEM、BET、XRD等手段对CuO/GO纳米复合材料进行了表征,研究了其在光催化苯羟基化反应中的催化性能,考察了催化剂加量、反应时间、苯的加量、氧化剂的用量等反应条件对催化剂的催化性能的影响,以及催化剂的回收重复利用率。结果表明,当苯含量为4mL、n(H_(2)O_(2))/n(苯)为7.5、CuO/GO的加量为0.328g·L^(-1)时,光反应2h,苯的转化率为52.8%,苯酚的产率为28.4%,且该光催化材料在重复使用后仍具有良好的催化性能。

纳米氧化铜对斑马鱼的半致死浓度测定和毒性研究

通过纳米氧化铜溶液对斑马鱼的急性毒性实验计算出纳米氧化铜对斑马鱼的半致死浓度,为纳米氧化铜的水生生物毒性实验研究和安全使用提供参考资料。采用直线回归法得出浓度对数–死亡率的回归方程,由于96 h、120 h、144 h、168 h的回归方程的R基本为0.95,可求得纳米氧化铜对斑马鱼的96 h-LC50、120 h-LC50、144 h-LC50、168 h-LC50和最大容许浓度(MPC)。经计算纳米氧化铜对斑马鱼的96 h-LC50是635.6194 mg∙L−1,MPC为6.3562 mg∙L−1;120 h-LC50是538.8838 mg∙L−1,MPC为5.3888 mg∙L−1;144 h-LC50是487.6510 mg∙L−1,MPC为4.8765 mg∙L−1;168 h-LC50是443.1020 mg∙L−1,MPC为4.4310 mg∙L−1。