碳酸铜的制备与应用

简介

碳酸铜遇水立即双水解为碱式碳酸铜、氧氧化铜的混合物，水溶液中不存在碳酸铜，这也是化学教材溶解度表中碳酸铜为“—”的原因；氢氧化铜溶于碳酸钾溶液生成深蓝色配位离子溶液；铜盐溶液与过量碳酸钾生成K2[Cu(CO3)2](暗蓝色)K2[Cu(CO3)2]·2H2O(亮蓝色)与K2[Cu(CO3)2]·4H2O(浅蓝绿色)等络合物；现有的制备的碳酸铜中含有杂质，通过过滤网将碳酸铜中的杂质过滤掉^[1]。

制备方法

在工业硫酸铜溶液中采用吸附的方法和络合形成的方法,再进行结晶提纯,可制备化学纯的硫酸铜和分析纯的碳酸铜。

吸附剂可以在纯净的溶液中用氨水和碳酸钠制备，也可用现成的吸附剂-氢氧化镁、氢氧化铝、氧化铝和烘焙后的纯碱。络合剂和氨羧络合剂采用二甲基乙二肟，1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰吡唑啉酮-5，二乙氨基二硫代甲酸钠，羟亚乙基二磷酸和次氨基三甲基膦酸。

硫酸铜的提纯在带有水夹套和装有搅拌器的玻璃容器中进行，原料为70℃下的工业硫酸铜的饱和溶液。充分溶解硫酸铜后，过滤掉机械杂质，然后将滤液返回反应器，用人工按要求向内加入试剂进行提纯。上述提纯后的滤液再进行结晶，分离悬浮液、干燥。

经净化了的70℃饱和(硫酸铜)溶液中加入一定数量的氨羧络合剂(次氨基三甲基膦酸)，边搅拌边加入碳酸钠(到pH=5)。将络合物杂质的固体沉淀M₃L和吸附剂形成的Cu₃(CO₃)₂·(OH)₂从溶液中过滤分离，然后将母液结晶，分离悬浊液并烘干成品得到碳酸铜^[2]。

应用

目前，碳酸铜在国内外应用广泛。在国内应用情况主要用于有机合成催化剂、电镀、原油脱硫剂、木材防腐剂、颜料、杀虫剂、磷毒解毒剂及其他工业制铜盐的原料等；香港将碳酸铜列为水果保鲜剂，台湾规定碳酸铜可以作为特殊膳食食品中营养强化剂。《国际食品标准婴幼儿特殊膳食用食品中营养物质的参考清单》中提到碳酸铜可以作为婴幼儿特殊膳食食品中铜的来源；美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration，FDA)规定碳酸铜可以作为动物饲料营养强化剂；欧盟食品安全局规定碳酸铜可以作为动物饲料添加剂^[3]。

参考文献

[1]吴江市威士达铜业科技有限公司. 一种碳酸铜过滤系统:CN202322667777.0[P]. 2024-07-12.

[2]潘家器.试剂硫酸铜和碳酸铜的制备工艺[J].贵州化工,1994,(02):60.

[3]柯燕娜,薛峰,张玉柱,等. 食品营养强化剂碳酸铜产品标准的制定[J]. 食品安全质量检测学报,2019,10(21):7172-7176.