10125-13-0 / 氯化銅的制備與應用

背景及概述^[1]

化學式為CuCl₂，為黃棕色粉末，相對密度為3.386 (25℃)，熔點為620℃，0℃時溶解度為70.6，還易溶于乙醇和丙酮，易從空氣中吸濕而變成藍綠色二水合物CuCl₂· 2H₂O，CuCl₂·2H₂O為綠色斜方晶體，有潮解性，相對密度為2.38，可將氯氣和水通入裝有金屬銅的接觸塔來制備，或用碳酸銅(實際是堿式碳酸銅) 和鹽酸作用制取。此水合物在110℃失水，在氯化氫氣流中、加熱到 140～150℃的條件下，也可制出無水氯化銅。無水氯化銅進一步加熱到993℃，可分解為白色氯化亞銅和氯氣。X射線研究證明，氯化銅是共價化合物，為平面鏈狀：

很濃的氯化銅水溶液呈現黃綠色，在濃溶液中呈現綠色，在稀溶液中呈現藍色，黃色是由于[CuCl]^2-配位離子存在，而藍色是由于[Cu(H₂O)₄]²⁺配位離子存在，兩者并存時就顯綠色。氯化銅用做許多有機反應(例如烴的氯化反應) 的催化劑，石油產品的脫色劑和脫硫劑，以及木材防腐劑，織物印染中的媒染劑、消毒劑，飼料添加劑和玻璃、陶瓷的顏料。

制備^[2]

氯化銅蝕刻廢液生產氯化銅：

氯化銅的用途比較廣泛，常用作氧化劑、木材防腐劑、食品添加劑、消毒 劑等，也用于石油餾分的脫臭和脫硫、金屬提煉、照相等。而目前生產氯化銅 的方法主要是將氧化銅與鹽酸反應制得，生產成本比較高，且產率低；此外也 有采用銅為起始原料制備氯化銅的方案，此方案會產生氯化亞銅，因此反應步驟繁瑣，成本高，效率低，不適合工業化大規模的生產。

而近年來，我國的電子工業迅速發展，造成了大量的電路板蝕刻廢液和排放，蝕刻廢液主要有酸性蝕刻廢液和堿性蝕刻廢液，蝕刻廢液中含有大量的銅離子和其它有害化學物質，其嚴重污染了環境，影響水中微生物的生存，破壞土壤團粒結構，影響農作物的生長。

中國專利CN 103241762 A公開了一種使用堿式氯化銅制備二水氯化銅的方法，即攪拌鹽酸，在鹽酸中加入堿式氯化銅，之后20-40min需要控制游離氯化氫濃度在0.8％-8％，同時上述加入物需要全部溶解無沉淀物；再將完全溶解的物料負壓蒸餾8-10h，蒸發完畢，冷卻結晶，過濾，離心分離，即得二水氯化銅。此方法雖提高了生產效率，但反應條件要求比較苛刻。為了解決現有技術存在的上述問題，CN201510482821.8提供了生產方法簡單、成本低、 效率高的一種利用含銅蝕刻廢液生產氯化銅的方法。

本發明所采用的技術方案為：

一種利用含銅蝕刻廢液生產氯化銅的方法，包括如下步驟：

(1)向中和釜中加入清水，并進行加熱，再將含有銅離子的酸性蝕刻廢液 和含有銅離子的堿性蝕刻廢液加入中和釜中進行反應，將反應后的料液經離心、 漂洗得堿式氯化銅晶體；

(2)將步驟(1)生成的堿式氯化銅晶體與鹽酸進行反應，得氯化銅溶液， 將該溶液處理得二水氯化銅產品；

(3)將二水氯化銅脫水得無水氯化銅。

步驟(1)的反應方程式為：

步驟(2)的反應方程式為：

其有益效果為：因含銅蝕刻廢液中含有大量的銅離子和其它有害化學物質，而本發明采用含銅蝕刻廢液生產氯化銅，取得了更好的銅回收利用，充分利用了資源，且減少了含銅蝕刻廢液對環境的污染；本發明在使用含銅蝕刻廢液生產氯化銅時，利用酸、堿蝕刻廢液自身中和結晶，避免了在使用含銅蝕刻廢液之前需要除雜的步驟，生產方法簡單，成本較低；本發明在使用含銅蝕刻廢液生產氯化銅時，實驗步驟及原料在實驗室中都比較常見，操作步驟簡單且產量高。此外，本發明生產方法控制PH值時，只需要調節酸式蝕刻廢液和 堿式蝕刻廢液的滴加速度就可以，比較方便，且生產出的氯化銅較純。

應用^[3]

氯化銅與茚蟲威對黃胸散白蟻的聯合作用：

氯化銅與茚蟲威配比為5∶1 條件下，72 h LC₅₀為2.8 g/L，共毒系數達 369.7，此時白蟻的死亡率為97.8% ；96 h LC₅₀ 為1.8 g /L，共毒系數達 455.3，此時白蟻的死亡率為 100%，滅蟻效果非常明顯。

實際應用過程中，氯化銅的水解、 氧化等可能會對滅蟻效果產生影響，因為其形成的納米顆粒或者氫氧化物會增加對白蟻的殺傷力。另外，茚蟲威的降解也會對其混合配比產生一定的影響，從而會影響白蟻的滅治效果。考慮到氯化銅∶茚蟲威配比在1∶10～10∶1時都有一定的協同作用，因此，實際應用中不必局限于 5∶1這一種比例。初始濃度的選擇很重要， 因為如果作為餌劑濃度太高，一接觸就造成很大傷亡，可能會造成白蟻的逃離，從而達不到滅治白蟻的目的。如何選擇合適濃度，能讓白蟻接觸一段時間后再造成大面積殺傷，效果更好，是需要在實際應用觀察中考慮到的問題。重金屬由于對生物環境影響具有不可逆性、長期性及累積效應，故使用較為謹慎。使用餌劑系統對白蟻進行防治是近年來發展起來的比較環保的一種方法，既能定點監控白蟻，又能很好地防止藥物的遷移擴散。也正因為重金屬的這些特性，使得藥物在白蟻之間的傳遞滅殺成為可能。當然，具體的效果還需在試驗及實際應用中檢驗。

主要參考資料

[1] 中國中學教學百科全書·化學卷

[2] CN201510482821.8

[3]何利文,侍甜,葉兼菱,黃曉光,林雁,楊飛飛.氯化銅與茚蟲威對黃胸散白蟻的聯合作用[J].安徽農業科學,2018,46(05):160-161+165.