一種氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)的制備方法，該方法通過以下方法完成：以銅鹽、抗壞血酸、聚乙烯吡咯啉酮和尿素為原料，蒸餾水/甘油為溶劑，在常溫下反應(yīng)12～24h，對得到的磚紅色沉淀離心、洗滌和干燥就能制備得到分層花狀氧化亞銅納米材料。這種方法用到銅鹽、抗壞血酸、甘油、聚乙烯吡咯啉酮和尿素等原料價(jià)格低廉易得，降低了成本，簡化了操作步驟。同時(shí)本發(fā)明制備的氧化亞銅納米球具有很大的比表面積，在光催化降解染料、氣敏、儲能、鋰電池等方面有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】
一種氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種氧化亞銅的制備方法，尤其涉及一種氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化亞銅作為一種重要的P型半導(dǎo)體材料，其帶隙能為2.0-2.2ev，是為數(shù)不多的能被可見光激發(fā)的半導(dǎo)體材料。在光催化、太陽能電池、傳感器、鋰離子電池和磁儲存等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。同時(shí)氧化亞銅也是重要的工業(yè)原料，在船舶、水處理、電子等工業(yè)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都具有廣泛而重要的用途。由于Cu2O的形貌和結(jié)構(gòu)在很大程度上影響它的物理和化學(xué)性質(zhì)，因此，合成可控形貌和結(jié)構(gòu)的微納米Cu2O已成為研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。目前，已有不少關(guān)于Cu2O納米材料制備過程中控制其形貌和尺寸來優(yōu)化其相應(yīng)性質(zhì)的研究成果報(bào)道，例如科研者已經(jīng)用固相法、氣相沉積法、溶劑熱法及電化學(xué)沉積等方法制備合成出Cu2O納米線、空心球、薄膜、八面體和十二面體等形貌。然而微納米級的氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)卻很少有報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，尋求設(shè)計(jì)一種制備氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)的方法，本發(fā)明提供了以銅鹽、抗壞血酸、聚乙烯吡咯啉酮和尿素為原料，蒸餾水/甘油為溶劑制備氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)的方法。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，以氯化銅為銅源，以抗壞血酸為還原劑，以聚乙烯吡咯啉酮和尿素為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，在水熱條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，直接制備得到微納米級的氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明制備氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)的具體步驟如下:
[0006](I)將0.05g聚乙烯吡咯啉酮(PVP)、0.5g尿素溶于4.5mL去離子水/2.5mL甘油，得到溶液A。將2.5mmol銅鹽溶于2.5mL去離子水，得到溶液B。將0.5mmol抗壞血酸(0.0189g)溶于2.5mL去離子水，得到溶液C ;
[0007](2)先將溶液B在常溫下邊攪拌邊逐滴滴入溶液A中，攪拌均勻后將溶液C在強(qiáng)烈攪拌條件下逐滴滴入上述混合溶液中，強(qiáng)烈攪拌1min后將混合物倒入50mL聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中在170°C下水熱反應(yīng)一定時(shí)間。
[0008](3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的磚紅色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)。
[0009]進(jìn)一步的，所述的銅鹽為氯化銅、硫酸銅和乙酸銅中的一種，反應(yīng)時(shí)間為12h、16h或 24ho
[0010]本發(fā)明利用銅鹽、抗壞血酸、聚乙烯吡咯啉酮、尿素和甘油為原料，這些原料價(jià)格低廉易得，降低了成本。本發(fā)明還具有設(shè)備簡單，操作方便等特點(diǎn)，有利于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。更重要的是本發(fā)明得到了新型氧化亞銅納米球，而納米球由于具有低密度、高比表面等性質(zhì)在污水污染物吸附、儲氫、催化劑載體等方面有很廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0011]圖1是實(shí)例I所制備分層花狀氧化亞銅納米材料的掃描電鏡(SEM)照片。
[0012]圖2是實(shí)例I所制備分層花狀氧化亞銅納米材料的X射線衍射圖譜。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下通過具體實(shí)施例用于進(jìn)一步說明本發(fā)明描述的方法，但是并不意味著本發(fā)明局限于這些實(shí)施例。
[0014]實(shí)施例1:
[0015](I)將0.05g聚乙烯吡咯啉酮(?￥?)、0.58尿素溶于4.51^去離子水/2.51^甘油，得到溶液A。將2.5mmol 二水合氯化銅(0.4262g)溶于2.5mL去離子水，得到溶液B。將
0.5mmol抗壞血酸(0.0189g)溶于2.5mL去離子水，得到溶液C ；
[0016](2)先將溶液B在常溫下邊攪拌邊逐滴滴入溶液A中，攪拌均勻后將溶液C在強(qiáng)烈攪拌條件下逐滴滴入上述混合溶液中，強(qiáng)烈攪拌1min后將混合物倒入50mL聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中在170°C下水熱反應(yīng)16h。
[0017](3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的磚紅色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)。制備所得到氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)由掃描電子顯微鏡表征，如圖1(a)是所得氧化亞銅為核殼結(jié)構(gòu)，核殼超結(jié)構(gòu)粒徑為200?400nm。如圖1(b)是氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)的放大SEM譜圖，從圖中可以看出，氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)表面有很多小顆粒。制備所得到的氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)由X射線衍射分析，得到為純的氧化亞銅晶體材料(圖2)。
[0018]實(shí)施例2:
[0019](I)將0.05g聚乙烯吡咯啉酮(?￥?)、0.58尿素溶于4.51^去離子水/2.51^甘油，得到溶液A。將2.5mmol五水合硫酸銅(0.6242g)溶于2.5mL去離子水，得到溶液B。將
0.5mmol抗壞血酸(0.0189g)溶于2.5mL去離子水，得到溶液C ；
[0020](2)先將溶液B在常溫下邊攪拌邊逐滴滴入溶液A中，攪拌均勻后將溶液C在強(qiáng)烈攪拌條件下逐滴滴入上述混合溶液中，強(qiáng)烈攪拌1min后將混合物倒入50mL聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中在170°C下水熱反應(yīng)16h。
[0021](3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的磚紅色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)。核殼超結(jié)構(gòu)粒徑為250?500nmo
[0022]實(shí)施例3:
[0023](I)將0.05g聚乙烯吡咯啉酮(?￥?)、0.58尿素溶于4.51^去離子水/2.51^甘油，得到溶液A。將2.5mmol 一水合乙酸銅(0.499Ig)溶于2.5mL去離子水，得到溶液B。將
0.5mmol抗壞血酸(0.0189g)溶于2.5mL去離子水，得到溶液C ；
[0024](2)先將溶液B在常溫下邊攪拌邊逐滴滴入溶液A中，攪拌均勻后將溶液C在強(qiáng)烈攪拌條件下逐滴滴入上述混合溶液中，強(qiáng)烈攪拌1min后將混合物倒入50mL聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中在170°C下水熱反應(yīng)16h。
[0025](3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的磚紅色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)。核殼超結(jié)構(gòu)粒徑為300?600nmo
[0026]實(shí)施例4:
[0027](I)將0.05g聚乙烯吡咯啉酮(?￥?)、0.58尿素溶于4.51^去離子水/2.51^甘油，得到溶液A。將2.5mmol 二水合氯化銅(0.4262g)溶于2.5mL去離子水，得到溶液B。將
0.5mmol抗壞血酸(0.0189g)溶于2.5mL去離子水，得到溶液C ；
[0028](2)先將溶液B在常溫下邊攪拌邊逐滴滴入溶液A中，攪拌均勻后將溶液C在強(qiáng)烈攪拌條件下逐滴滴入上述混合溶液中，強(qiáng)烈攪拌1min后將混合物倒入50mL聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中在170°C下水熱反應(yīng)24h。
[0029](3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的磚紅色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)。核殼超結(jié)構(gòu)粒徑為200?600nmo
[0030]實(shí)施例5:
[0031](I)將0.05g聚乙烯吡咯啉酮(?￥?)、0.58尿素溶于4.51^去離子水/2.51^甘油，得到溶液A。將2.5mmol五水合硫酸銅(0.6242g)溶于2.5mL去離子水，得到溶液B。將
0.5mmol抗壞血酸(0.0189g)溶于2.5mL去離子水，得到溶液C ；
[0032](2)先將溶液B在常溫下邊攪拌邊逐滴滴入溶液A中，攪拌均勻后將溶液C在強(qiáng)烈攪拌條件下逐滴滴入上述混合溶液中，強(qiáng)烈攪拌1min后將混合物倒入50mL聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中在170°C下水熱反應(yīng)24h。
[0033](3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的磚紅色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)。核殼超結(jié)構(gòu)粒徑為300?600nmo
[0034]實(shí)施例6:
[0035](I)將0.05g聚乙烯吡咯啉酮(?￥?)、0.58尿素溶于4.51^去離子水/2.51^甘油，得到溶液A。將2.5mmol 一水合乙酸銅(0.499Ig)溶于2.5mL去離子水，得到溶液B。將
0.5mmol抗壞血酸(0.0189g)溶于2.5mL去離子水，得到溶液C ；
[0036](2)先將溶液B在常溫下邊攪拌邊逐滴滴入溶液A中，攪拌均勻后將溶液C在強(qiáng)烈攪拌條件下逐滴滴入上述混合溶液中，強(qiáng)烈攪拌1min后將混合物倒入50mL聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中在170°C下水熱反應(yīng)24h。
[0037](3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的磚紅色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)。核殼超結(jié)構(gòu)粒徑為350?700nmo
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)的制備方法，其包括如下步驟: (1)將0.05g聚乙烯吡咯啉酮(PVP)、0.5g尿素溶于4.5mL去離子水/2.5mL甘油，得到溶液A。將2.5mmol銅鹽溶于2.5mL去離子水，得到溶液B。將0.5mmol抗壞血酸(0.0189g)溶于2.5mL去離子水，得到溶液C ; (2)先將溶液B在常溫下邊攪拌邊逐滴滴入溶液A中，攪拌均勻后將溶液C在強(qiáng)烈攪拌條件下逐滴滴入上述混合溶液中，強(qiáng)烈攪拌1min后將混合物倒入50mL聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中在170°C下水熱反應(yīng)一定時(shí)間。 (3)反應(yīng)結(jié)束后，將得到的磚紅色沉淀取出，然后用蒸餾水和無水乙醇交替離心洗滌，然后在60°C的真空烘箱中干燥，得到氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備氧化亞銅核殼超結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于采用了二元溶劑，即去離子水與甘油和不同種類的銅鹽。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備氧化亞銅納米球的方法，其特征在于水熱時(shí)間為12?24h04.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備氧化亞銅納米球的方法，其特征在于所制備的氧化亞銅核殼結(jié)構(gòu)粒徑為200?700nm。
【文檔編號】B82Y30/00GK105883892SQ201410746576
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月5日
【發(fā)明人】儲德清, 孫慧婁, 楊路峰
【申請人】天津工業(yè)大學(xué)