一種微米實心硫化銅球的制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明可歸于無機功能材料制備技術領域，其具體涉及的是一種微米級實心硫化銅球的制備方法。
【背景技術】
[0002]微納米球形材料是一類尺寸在納微米級、具有特殊結構的材料。因其具有比表面積高、密度低等特性，該類材料在光電轉換、光催化、電極材料等方面都有極大的應用價值。目前，隨著相關研宄成果的不斷涌現(xiàn)，微納米球形材料的制備已經(jīng)成為材料領域的一個研宄熱點
[0003]硫化銅是一種重要的過渡金屬硫族化合物，更是一種重要的的、典型的P型半導體材料。微納米級硫化銅球由于其獨特的物理化學特性，如低密度、高比表面積、包含內(nèi)部空間和表面滲透等特點，以及在光電轉換、光催化、電極材料、非線性光學等方面表現(xiàn)出的特殊性質。因此微納米硫化銅球在光催化、非線性光學材料、納米開關、太陽能輻照接收器、鋰離子電池、太陽能電池和光電轉換器等領域具有廣泛的應用前景。進而硫化銅成為材料、物理、化學、光電學等眾多學科研宄者關注和研宄的熱點。目前，通過簡單而又可行的合成方法制得新材料而且可以改變相應的實驗條件來控制合成物的形貌，特別是合成微納米球形材料更引起了大量材料物理化學研宄者的興趣?，F(xiàn)今已經(jīng)有許多實驗方法被應用在了硫化銅微球半導體材料的制備上，如:化學沉積法、電沉積法、水熱法、溶劑熱法、原位模板控制法、微波輔助法等。
[0004]本列發(fā)明是用化學沉積法制備納米實心硫化銅微球，這是合成納米材料最常見、最簡單的方法，但是該方法合成納米微球就沒這么簡單了，常見的制備納米微球是需要在高溫高壓的條件下才能得到的。本例發(fā)明中也是用化學沉積的方法制備實心硫化銅微球的，但是該方法是在常溫常壓條件下完成硫化銅微球的制備的。該制備過程是將lmol/L的氯化銅溶液和等摩爾的硫代硫酸鈉溶液按照1:3的比例混合，然后放在室溫(25°C左右)下靜止一段時間后就能制備出實心硫化銅微球。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于現(xiàn)有技術的以上不足，本發(fā)明目的是提供一種微米實心硫化銅球的制備方法，使之具有設備簡單，能耗低，合成步驟少，操作簡單，室溫下(25°C左右)即可反應，適合大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)點。
[0006]本發(fā)明實現(xiàn)其發(fā)明的目所采用的技術方案是:
[0007]一種微米實心硫化銅球的制備方法，其具體作法是:
[0008]a、配制混合溶液
[0009]在盛水的容器底部放入導電玻璃片，導電面向上；在容器中配制30ml濃度為1.0?1.3mol/L的硫代硫酸鈉溶液；加入1ml濃度為1.0?1.3mol/L的氯化銅溶液；再把氯化銅溶液與相應摩爾濃度硫代硫酸鈉溶液按照1:3的比例混合，然后把混合溶液倒入放有導電玻璃片的容器中；
[0010]b、靜止放置
[0011]將a步的混合溶液放置在室溫下靜止3天，即在導電玻璃片上沉積出實心硫化銅微球；
[0012]C、烘干
[0013]將b步取出的沉積有硫化銅微球的導電玻璃片試樣烘干收集干燥的尺寸為0.3?3.0um的目標產(chǎn)物。
[0014]本發(fā)明方法制備納米實心硫化銅微球的大致機理:實心硫化銅微球是通過界面反應合成的，在硫酸銅與硫代硫酸鈉混合后，混合液呈酸性，硫代硫酸根水解產(chǎn)生硫原子，一部分硫原子聚集成球，一部分與銅離子反應生成六邊形硫化銅片并在琉球上沉積，同時銅離子還與琉球上的硫原子反應在琉球上生成硫化銅片，逐漸沉積反應形成實心硫-硫化銅微球及部分空心硫化銅微球。在沉積的過程中不斷的反應生成六邊形硫化銅片同時也不停的堆積在微球上，最終形成微米級硫化銅微球。b步的氯化銅為強酸弱堿鹽，溶液水解釋放H+，微顯酸性溶液；然后Na2S2O3.5H20同H+反應釋放硫(反應式:S2032_+H+— HSO 3_+S I )。釋放出的硫單質開始在基片上沉積形成微球，同時，微球硫單質和硫單質都與銅離子反應生成硫化物(CuS)，逐漸成長并沉積為微球，沉淀于容器底部的基片上。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0016]本發(fā)明采用液相沉淀法，以無機鹽水解提供硫源，以自生成的硫為反應物參與和銅離子反應同時與硫化銅形成微球，不加入任何穩(wěn)定劑，在室溫下反應即得硫化銅微球，其制備方法簡單，反應溫和，耗能小，合成步驟少，操作簡單，對設備無特殊要求，適合大規(guī)模生產(chǎn)。實驗證明，制得的為微米硫化銅球，其外部球殼直徑為0.5-3.0微米。
[0017]此方法可制得的硫化物微球，如:合成CuS、ZnS和PbS等單一無機硫化物及CuS-S,ZnS-S和PbS-S等復合微納結構。合成完成后制得硫化物的結構確定、可控，性能穩(wěn)定。這些微納結構的硫化物及復合物具有廣泛的用途，可用作高比容量的Li/S電池的微米硫化銅球結構正極材料。
[0018]上述的c步的烘干的溫度為60 0C，時間為2小時。
[0019]上述的a步的基底為玻璃片。
[0020]下面結合附圖和具體的實施方式，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明實施例一制備的實心硫化銅微球I?3天的掃描電鏡圖片。
[0022]其中:圖1-1第一天CuS微球的SEM圖，圖1-2第二天CuS微球的SEM圖
[0023]圖1-3第三天CuS微球的SEM圖。
[0024]圖2是本發(fā)明實施例二制備的實心硫化銅微球I?3天的掃描電鏡圖片。
[0025]其中:圖2-1第一天CuS微球的SEM圖，圖2-2第二天CuS微球的SEM圖
[0026]圖2-3第三天CuS微球的SEM圖。
[0027]圖3是本發(fā)明實施例三制備的實心硫化銅微球I?3天的掃描電鏡圖片。
[0028]其中:圖3-1第一天CuS微球的SEM圖，圖3-2第二天CuS微球的SEM圖
[0029]圖3-3第三天CuS微球的SEM圖。
[0030]圖4是本發(fā)明實施例四制備的實心硫化銅微球I?3天的掃描電鏡圖片。
[0031]其中:圖4-1第一天CuS微球的SEM圖，圖4-2第二天CuS微球的SEM圖
[0032]圖4-3第三天CuS微球的SEM圖。
【具體實施方式】
[0033]實施例一
[0034]本發(fā)明的一種【具體實施方式】為:一種微米實心硫球的制備方法，其具體作法是:
[0035]a、配制混合溶液
[0036]在盛水的容器底部放入導電玻璃片，導電面向上；在50ml的燒杯中配制30ml，濃度為1.0mol/L的硫代硫酸鈉溶液，在20ml的燒杯中配制10ml，濃度為1.0mol/L的氯化銅溶液；再把氯化銅溶液與等摩爾硫代硫酸鈉溶液按1:3混合(混合溶液中硫代硫酸鈉的濃度為0.75mol/L、氯化銅的濃度為0.25mol/L)，然后把混合溶液倒入放有導電玻璃片的容器中；
[0037]b、靜止放置
[0038]將a步的混合溶液放置在室溫(25°C左右)下靜止數(shù)天并每天取樣，每過一天從混合溶液中取出3片導電玻璃片并烘干，如此連續(xù)取樣3天，即在導電玻璃片上沉積出硫化銅微球；
[0039]C、烘干
[0040]將每天從容器中取出的