[发明专利]一种石墨烯还原氧化铜的实验方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯还原氧化铜的实验方法，包括以下步骤：(1)将石墨烯和氧化铜放到烘箱中一定温度下烘干；(2)待冷却至室温后，称取一定比例的石墨烯氧化铜，研磨均匀后装入试管中，连接好反应装置后加热，观察实验现象，记录实验结果。本发明能够显著改善木炭还原氧化铜实验的特征现象。能够显著提高木炭还原氧化铜演示实验的成功几率。本发明应用到中学化学实验教学中，能够培养学生兴趣，提高学生创新思维的培养。

技术领域

本发明属于化学实验技术领域，涉及一种石墨烯还原氧化铜的实验方法。

背景技术

“碳粉还原氧化铜”实验是人教版九年级化学教材上的典型实验，也是化学师范专业必须课化学教学论实验中的典型实验。该实验成功的标志是： ( 1) 出现红热现象；(2) 澄清的石灰水变浑浊；(3) 反应后的固体生成物是光亮红色金属颗粒或者是红色铜珠。然而，木炭还原氧化铜的实验是公认的难做实验，失败的案例很多。失败的主要原因是需要较高的温度、固体之间的反应接触面积小、木炭的活性不够等原因。采用木炭为原料，由于其比表面积较小，反应活性不高，和氧化铜接触程度不够高，从而导致反应时间长而且实验想象不够明显，达不到演示实验预期的目的。

大量研究报道了从不同角度出发，改进木炭还原氧化铜实验，主要可概括为以下四个方面：( 1) 改进反应物的种类 ( 2 ) 调变反应物之间的质量比 ( 3) 改进加热装置，改变实验温度；(4) 改变实验装置。实验结果表明，改进反应物的结构、微观尺寸等均能够改善实验结果。石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成的二维碳纳米材料，石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性、大比表面积和高反应活性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料，获得2010年诺贝尔物理学奖。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中木炭还原氧化铜实验成功率低的技术问题，提供一种石墨烯还原氧化铜的实验方法，增大碳单质的活性，石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成的二维碳纳米材料，具有大比表面积和高反应活性等优良特性而备受关注。首次提出使用石墨烯作为原材料代替活性炭改进实验，收到了理想的效果。

其具体技术方案为：

一种石墨烯还原氧化铜的实验方法，包括以下步骤：

(1) 将石墨烯和氧化铜放到烘箱中一定温度下烘干；

(2) 待冷却至室温后，称取一定比例的石墨烯氧化铜，研磨均匀后装入试管中，连接好反应装置后加热，观察实验现象，记录实验结果；

其中，步骤（1）所述烘干的温度为60-200 ^oC，烘干时间为30-100 min，步骤（2）所述石墨烯和氧化铜反应物的比例为石墨烯：氧化铜为1:5-1:15。

进一步，步骤（2）所述加热装置是酒精喷灯，或者大火酒精灯装置。

进一步，所述石墨烯为石墨烯、氧化石墨烯、表面亲水改性氧化石墨烯、三维网络氧化石墨烯中任意之一。

进一步，所述氧化铜为普通氧化铜、纳米颗粒氧化铜中任意之一。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）本发明能够显著改善木炭还原氧化铜实验的特征现象。

（2）本发明能够显著提高木炭还原氧化铜演示实验的成功几率。

（3）本发明应用到中学化学实验教学中，能够培养学生兴趣，提高学生创新思维的培养。

附图说明

图1是实施例1中的铜珠；

图2是实施例2中的铜珠；

图3是实施例3中的铜珠；